Maxwell Rad - Fallrad

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  • ME02110
  • ab 14 Jahre
  • Kunststoff, Holz, Metall
  • ein Maxwellsches Fallrad
Das Maxwellsches Fallrad ist nichts anderes als das allseits bekannte Jojo, an dem man... mehr
Produktinformationen "Maxwell Rad - Fallrad"

Das Maxwellsches Fallrad ist nichts anderes als das allseits bekannte Jojo, an dem man allerdings das Verhalten eines Jojos und die Umwandlung von Lageenergie in Rotationsenergie besonders gut studieren kann.

  • zeigt Energieerhaltung
  • Umwandlung von Lageenergie in Rotationsenergie
  • hohes Trägheitsmoment
  • langsame Drehbewegung
  • klassisches Physikspielzeug
  • "Jojo für Physiker"

Das Maxwell Rad unterscheidet sich von einem Jojo dadurch, dass es ein viel höheres Trägheitsmoment hat bzw. eine deutlich größere Masse besitzt, die zudem speziell angeordnet ist.

Dies für dazu, dass die Drehbewegung sehr viel langsamer vonstattengeht als man dies von einem normalen Jojo kennt. Außerdem gibt es zwei Fäden, die sich jeweils seitlich von der Metallscheibe befinden. Das gibt Stabilität.

Sowohl das höhere Trägheitsmoment als auch die beidseitig angebrachten Fäden haben den Vorteil, dass das Maxwell Rad sich sehr viel langsamer, gleichmäßiger und damit berechenbarer als ein gewöhnlicher Jojo verhält.

Um das Maxwell Rad zu spielen, muss man das Fallrad zunächst ganz aufwickeln. Dadurch wird dem Rad Energie zugeführt und diese als Lageenergie gespeichert. Lässt man das Rad los, beginnt es zu fallen, dies aber sehr viel langsamer als beim freien Fall, so dass es auch sehr viel länger dauert bis das Rad tatsächlich unten ankommt. Man kann beobachten, dass die Rotation immer schneller wird. Ist das Fallrad unten angekommen wurde die Lageenergie (potentielle Energie) fast vollständig in Rotationsenergie umgewandelt (außerdem in Translationsenergie). Durch Reibung geht nur wenig Schwung verloren.

Spielt man mit einem Jojo, so ist der untere Umkehrpunkt der Moment, an dem man dem Jojo durch einen kleinen Ruck wieder gezielt Energie zuführen muss, damit er in seinen Ausgangslage zurück zu kehren vermag. Führt man am unteren Umkehrpunkt keine Energie zu, so kann der Joho oder das Rad die Ausgangshöhe nicht mehr erreichen.

Am unteren Umkehrpunkt dreht sich der gesamte Vorgang dann um. Nun wird die Rotationsenergie wieder in potentielle Energie umgewandelt.

Schwungräder werden in technischen Anlagen aber zum Beispiel auch in Spielzeugautos dazu verwendet Energie zu speichern.

Das Trägheitsmoment hängt übrigens auch davon, ab, wie weit die Masse von der Drehachse entfernt ist. Wie bei einem Eiskunstläufer, der während einer Pirouette die Arme austreckt oder anzieht, erhöht eine weit von Drehachse befindliche Masse das Drehmoment, während angezogene Arme das Drehmoment vermindern und dadurch zu einer schnelleren Rotation führen.

Altersempfehlung: ab 14 Jahre
Material: Kunststoff, Holz, Metall
Maße (LxBxH) ca.: 32 x 22 x 12 cm
Gewicht mit Verpackung ca. : 1000 g
Geschenk für: Physiker/in
Geeignet zum: Experimentieren
Einsatzort: Schule / Universität
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