Snap discs made of bimetal have many technical applications as thermostats. Jumping discs are a toy version of such snap discs. Besides giving technical information, we describe physical investigations. We show especially how, through simple measurements and calculations, you can determine the initial speed (∼3.5 m s −1 ), the acceleration (∼30 000 m s −2 ) and the lower and upper snap temperature (∼31; ∼99 • C). High speed videos give even deeper insight into the jump.
Der Effekt ist so überraschend, dass man einen Trick vermutet. Mit Recht, denn die benutzten Kugeln sehen zwar gleich aus, aber eine oder gar mehrere von ihnen haben es in sich: Sie sind magnetisch (Abbildung 1). Die heranrollende Kugel wird durch die Magnetkugel auf kurzer Strecke stark beschleunigt und prallt mit großer Geschwindigkeit auf die Anordnung der ruhenden Kugeln, ohne dass man die Heftigkeit so richtig bemerkt. Die Kugeln auf der rechten Seite werden zwar ebenfalls von der magnetischen Kugel angezogen und festgehalten, die äußere Kugel aufgrund des größeren Abstandes jedoch weniger stark. Daher reicht der Impuls der aufprallenden Kugel aus, um die letzte Kugel aus dem Magnetfeld zu befreien und mit großer Geschwindigkeit wegzuschießen [1, 2, 3]. Eine noch größere Geschwindigkeit lässt sich erzielen, wenn auch die anrollende Kugel magnetisch ist -zwei Magnetkugeln ziehen sich fast doppelt so stark an, wie Magnet-und Stahlkugel. Eine weitere Geschwindigkeitssteigerung erreicht man, wenn man die Kugeln in mehreren getrennten Gruppen anordnet und so für eine Kaskade von Stößen sorgt (Abbil-W enn man eine Anordnung von gleich großen Stahlkugeln in eine Rinne legt und eine weitere von außen auf die Anordnung aufprallen lässt, fliegt die letzte der Stärke des Stoßes entsprechend mehr oder weniger weit fort. Der Rest bleibt liegen. Darüber wundert man sich kaum noch. Man kennt diesen Vorgang von dem bekannten Kugelstoßpendel namens Newtons Cradle oder Newtons Wiege. Großes Erstaunen löst man aber normalerweise aus, wenn die letzte Kugel wie von einem Gewehr geschossen mehrere Meter weit fliegt, obwohl die andere Kugel nur ganz sacht gegen die Reihe gerollt wurde. Das scheint nicht mit dem Energiesatz verträglich zu sein. Spielwiese Die Magnetkanone CHRISTIAN UCKE | H.-JOACHIM SCHLICHTING Zur Beruhigung: Hier geht es nicht um Militärisches. Mit den heutzutage günstig erhältlichen magnetischen Kugeln aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) und Stahlkugeln lässt sich schnell eine Art Minibeschleuniger bauen, der manchmal auch als Gaußsche Kanone bezeichnet wird. 152 | Phys. Unserer Zeit | 3/2009 (40)
Der Stroboskopeffekt ist vielen Menschen aus Discos bekannt. Das Spielzeug Strobotop nutzt diesen Effekt spielerisch aus und stellt auf vorgedruckten Scheiben unterhaltsame Bildfolgen dar. Selbst erstellte Bildphasen sind ebenfalls möglich. Vorläufer des Strobotops mit den Namen Phenakistiskop und Zoetrop finden sich bereits im 19. Jahrhundert.
Das älteste Prinzip eines Elektromotors ist mit Hilfe moderner Materialien als Freihandexperiment einfach demonstrierbar. Es kann in wenigen Sekunden im wahrsten Sinne des Wortes “frei aus der Hand” realisiert werden und illustriert auf durchschaubare Weise die Umsetzung von elektrischer in mechanische Energie. Diese Art des Elektromotors wird auch Monopolar‐ oder Unipolarmotor genannt.
“Jede Glocke hat ihren Klöppel”, heißt es in einem deutschen Sprichwort. Einem Weinglas entlockt man auch ohne Klöppel einen glockenartigen Ton, wenn man mit dem feuchten Finger über den Rand des Glases fährt. Wie kommt dieser Ton zustande?
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