Am Tue, 22 May 2012 23:47:39 +0200 schrieb Miles Collins:
>>>>
http://de.wikipedia.org/wiki/Aufw%C3%A4rtsrollender_Doppelkegel
>>>
>>> Beschreibt aber nicht vollständig die Sache mit der Billiardkugel.
>>
>> Aber das Prinzip hinreichend genau.
>>
>
> Nein. Nur den ersten Teil des Experiments, bis der Schwerpunkt am
> tiefsten lag, denn ...
>>> Wie ich es zeigte, befand sich die Kugel im vollen Umfang über der
>>> Tasche, bevor ich sie senkrecht hineinfallen ließ.
>>> Gell, Lukas?
>>
>> Das hatten wir ja alle gesehen und auch nicht bezweifelt.
>
> um vollständig oberhalb der Tasche zu sein, muß der Schwerpunkt wieder
> hochgewandert sein; zu Anfang des Experiments lag die Kugel ja auf den
> Queues an der Bande an, also tiefer. Davon steht in Deinem Artikel nichts.
Stimmt. Er beschreibt nur den Ablauf, bis der Doppelkegel mit seinen
Auflageflächen an den Kegelspitzen angekommen ist.
> Der Schlüssel des Aufstiegs liegt in der reziproken Änderung des
> Abrollradius im zweiten Teil des Experiments.
Das ist ein Teil des Rätsels Lösung.
> Durch die auseinanderlaufenden Queues wird der Umfang, auf den der Ball
> läuft immer kleiner, d.h. der Ball dreht sich immer schneller.
Soweit sind wir uns einig.
> Dank seiner Masse behält der auch gern seinen Drehimpuls bei dem, was
> jetzt kommt.
> Wenn man die Queues wieder zusammendrückt, ändert man quasi die
> Übersetzung, man verlängert den Weg, den die Kugel pro Umdrehung
> zurücklegt, so reicht der Schwung bis nach oben über die Tasche.
>
> Bin ziemlich sicher, dass das so funktioniert. Ich lasse mich gerne
> besseres lehren..
Ich hab mal die Diskussion in die dazugehörige Gruppe umgeleitet, sonst
meckert Miles noch rum, daß ... :-)
Also, ganz so einfach isses natürlich nicht.
Das im Wikipedia-Artikel beschriebene Experiment setze ich mal als bekannt
voraus. Mit Kugeln läuft der Teil ähnlich, nur daß die Randfläche anders
geformt ist.
Die Energie, die Doppelkegel oder Kugel in Bewegung versetzt, ist die
Höhenenergie. Durch die geschickte Auswahl der Form (Doppelkegel oder eben
Kugel) und der Laufbahn kann der Schwerpunkt sinken, während die Kugel
scheinbar(!) aufwärts rollt.
Wir tauschen also Höhe gegen Schwung der Kugel. Soweit so einfach. Und
soweit wahrscheinlich auch keine Diskussion.
Ich meine beobachtet zu haben, daß Lukas die Kugel durch (ruckartiges)
Zusammendrücken der Queues angehoben hat und dem physikalischem System
Energie zugeführt hat. Dabei wurde für einen kleinen Moment die Haftreibung
der Kugel durch Gleitreibung ersetzt, die Rotation der Kugel also kaum
gestört. Die erneut zugeführte Höhenenergie wird dann wieder in Drehimpuls
umgewandelt.
Durch wiederholtes Zusammenschieben der Queues kann dieser Vorgang
wiederholt werden, bis die Kugel ausreichend weit nach oben gekommen ist.
Das Zusammendrücken der Queues bringt die Energie in das System.
Auch bei sehr glatten Oberflächen gibt es Reibung, die überwunden werden
muß.
Sehen wir es vom Standpunkt der Energieerhaltung, die Kugal hat eine
bestimmte Energie (Höhe), die sie in Schwung (Drehimpuls) umsetzen kann.
Diesen Schwung (minus der Verluste durch Reibung etc.) kann sie wieder in
Höhe umsetzen. Allerdings braucht es Kraft, die Queues zusammenzudrücken.
Kraft mal Weg ist Arbeit, also Energie.
So sehe ich das.
Beim nächsten Billardabend sollten wie weitere Versuche anstellen :-)
Nik