▲ experimentis > Physikalisches Spielzeug > Mechanisch + Astronomisch > Kreisel Copyright © experimentis. Alle Rechte vorbehalten. Der Kreisel ist auf der ganzen Welt bekannt und hat die Menschheit seit je her fasziniert. Auf einem Punkt balancierend dreht er sich um seine eigene Achse und schlägt der Schwerkraft gleichsam ein Schnippchen. Wie archäologische Ausgrabungen belegen zählt der Kreisel nicht nur als physikalisches Spielzeug sondern als Spielzeug überhaupt zu einem der ältesten. Das mag daran liegen, dass Kreisel auch in der Natur vorkommen, etwa in Gestalt von Eicheln. Auch gab es schon in der Steinzeit Arbeitsgeräte wie Spindeln, die mit ihren rotierenden Bewegungen Vorbild für die ersten Kreisel gewesen sein könnten. Spielzeug kreisel physik deckblatt. Den Kreisel als physikalisches Spielzeug gibt es in allerlei Varianten: als Stehaufkreisel, Farbkreisel, Kreisel, die optische Illusionen erzeugen oder Magnetkreisel. Auch das Diabolo oder der Jo-Jo gehören zu dieser Kategorie Spielzeug. Ganz besonders eindrucksvoll sind das Rattleback und das Gyroskop, aber auch Kreisel, die Töne von sich geben wie Brummkreisel, Choralkreisel und singende Kreisel.
Kurzbeschreibung Kreisel sind uns aus unseren Kindheitstagen vertraut. Spielzeugkreisel sind meist um eine Achse rotationssymmetrisch aufgebaut. Die Physik geht beim Kreisel weit über das Spielzeug hinaus. Als Kreisel bezeichnen wir einen starren Körper, der sich um eine Achse durch den Schwerpunkt dreht. Beim momentfreien Kreisel, der sich um seine Figurenachse dreht ist die Richtung der Figurenachse ortsfest im Raum. Spielzeug kreisel physik de. Kreisel sind "Drehimpulsspeicher". Durch das Abschneiden einer Aufhängung setzen wir den Kreisel einem neuen Drehmoment aus (Gewichtskraft mal Hebelarm), der seinerseits einen Drehimpuls auf den Kreisel überträgt. Drehimpulse haben aber eine Richtung im Raum (sind Vektoren). Der bereits vorhandene Drehimpuls im Kreisel und der durch das Ändern der Aufhängung neu erzeugte Drehimpuls stehen senkrecht aufeinander. Ihre Summe ergibt einen dritten Drehimpuls, der sich aus beiden Summanden zusammensetzt (Vektoraddition). Als Folge dreht sich der Kreisel waagrecht um die verbleibende Aufhängung (Präzession) Wie kommt es zu dem Ausweichen des Kreisels senkrecht zur angreifenden Kraft?
Blickt man längere Zeit auf die sich drehende Spirale und anschließend z. B. in seinen Handteller, so scheint dieser sich auszudehnen oder zusammenzuziehen, und zwar abhängig von der Drehrichtung. Auch die folgende Abbildung auf dem "Scheibenkreisel" trägt aufgedruckte Spiralen, allerdings handelt es sich hier nicht um eine, sondern um die Zusammensetzung mehrere Spiralenstücke mit unterschiedlichen Richtungen. Beim Beobachten entstehen räumliche Eindrücke von ineinanderlaufenden Spiralen. Physics toys / Physikalische Spielzeuge. Der bei Drehung des nächsten Kreisels entstehende räumliche Eindruck ist sehr stark und einmal erlebt, bleibt das gesehene räumliche Objekt im Gehirn gespeichert. Man sieht es dann sogar auf dem zweidimensionalen und sich nicht drehenden Bild. Bei den unten abgebildeten Kreiseln erlebt man bei ihrer Rotation je eine Farbmischung. Auch bei den hier gezeigten Kreiseln entstehen beim Rotieren optische Effekte. Ursache für all die oben genannten Phänomene ist die Trägheit unseres Sehsinns. Ab einer gewissen Geschwindigkeit von Bildfolgen kann unser Gehirn nicht mehr jedes einzelne Bild aufnehmen und so überlagern sich die Bilder zu neuen dynamischen Eindrücken.
Bei dem nächste abgebildeten Kreisel ist die Rotationsachse magnetisch und wird durch die kleine metallene "Schlange" an seiner freien Bewegung gehindert. In der Mathothek gibt es noch mehr gefesselte Kreisel mit magnetischer Achse: Da ist zunächst der Möbius-Kreisel. Hier wird ein symmetrischer runder Holzkreisel mit einer magnetischen Achse auf einem einseitigen (leeren) Möbiusband, dessen einziger Rand aus einem starken Stahldraht besteht, bewegt. Hier lassen sich die Besonderheiten des Möbiusbandes besonders gut erfahren. Dann gibt es noch den magnetischen Vertikalkreisel, bei dem ein Holzkreisel mit magnetischer Achse sich zwischen zwei geraden Stahldrähten auf und ab bewegt. Webec - Spielzeugphysik. Dieses Exponat ist für alle Besucher faszinierend und eine Herausforderung zur genauen Beobachtung, um die Erklärung des Experiments zu finden. Es gibt in der Würfelsammlung der Mathothek auch Beispiele für die Verwendung eines Kreisels für Glücksspiele. Hier sind zwei Beispiele, ein bereits seit alter Zeit zu findender Typ und ein an das Dezimalsystem angepasster Kreisel-Würfel: Ein Exponat der Mathothek, das viel Aufmerksamkeit erregt, besteht auch aus Kreiseln, denen man es aber auf den ersten Blick nicht ansieht.
Im Vergleich zu den bunten Spielzeugen von heute mögen die klassischen Spielzeuge vieler von uns aus der Kindheit für die heutigen Kinder langweilig erscheinen. Tatsächlich sind diese Spielzeuge jedoch nicht so banal, wie sie scheinen, da sie viele wichtige physikalische Konzepte verkörpern. Werfen wir einen Blick auf einige klassische Spielzeuge und die Gesetze der Physik, die in ihren Hintergründen wirken... oben Ein Spielzeug, das in den meisten Kulturen der Welt und sogar unter antiken archäologischen Überresten zu finden ist, verkörpert der Kreisel einige wichtige physikalische Prinzipien. Bild der wissenschaft Shop | Stehauf-Kreisel aus Aluminium | Erlesenes Wissen scheibchenweise auf DVDs, Hörbücher und CD-ROMs!. Hinter der Kreiselbewegung steckt eine Kraft namens Drehimpuls. Diese Kraft sorgt dafür, dass sich ein rotierendes Objekt weiter dreht, sofern keine äußere Kraft vorhanden ist. Wenn Sie das Oberteil drehen und bewegen, wenden Sie eine große Kraft an, und diese Kraft setzt einen Drehimpuls frei. Da die Platte auf einem kleinen Punkt ausbalanciert ist, erfährt sie eine minimale Reibung mit der darunter liegenden Oberfläche und setzt so ihre Drehbewegung lange fort.
Physik 5. Klasse ‐ Abitur Ein Kreisel im physikalischen Sinn ist ein starrer Körper, der sich um einen Achse dreht, die nicht notwendigerweise räumlich fixiert ist. Spielzeugkreisel wie auch technische Kreisel ( Kreiselkompass, Gyroskop) besitzen meist Rotationssymmetrie bezüglich der Drehachse. Bei der Einwirkung von Kräften bzw. Drehmomenten auf einen Kreisel treten eigentümliche Erscheinungen auf. Spielzeug kreisel physik. Versucht man nämlich, die Drehachse eines Kreisels zu kippen, weicht diese seitlich aus: Der Kreisel kippt in die zur Drehachse und zur einwirkenden Kraft \(\vec F\) senkrechte Richtung (also in die Richtung des Drehmomentvektors \(\vec M\), Abb. ). Diese Bewegung erhält man rechnerisch durch Anwendung der Gleichung für die Änderung des Drehimpulses. Bei fortgesetzter Krafteinwirkung in gleicher Richtung ergibt sich eine Kreisbewegung der Drehachse, die man Präzession nennt. Im Allgemeinen treten noch kleine Kippbewegungen ( Nutation) senkrecht zur Präzessionsbewegung hinzu. Auch die Erde ist ein Kreisel, dessen Drehachse eine Präzessionsperiode von 25 850 Jahren besitzt – in dieser Zeit wandern Himmelsnord- und -südpol einmal in einem großen Kreis.
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