Euler Disk, Euler Scheibe, Eulersche Scheibe

Eine sich drehende Münze in Perfektion: Die ca. 440 g schwere Scheibe aus Chromstahl kann über zwei Minuten lang oszillieren. Je länger sie sich dreht, desto stärker neigt sie sich und desto schneller wird ihre Bewegung, bis sie schließlich in einem unglaublichen Tempo sirrt, vibriert und brummt, um dann schlagartig zum Stillstand zu kommen. Dieses komplexe Bewegungsmuster der Eulerschen Scheibe widerspricht der Intuition, denn man erwartet, dass die Drehung langsam ausläuft wie etwa bei einem Kreisel.

In unserem Shop können Sie zwei verschiedene Versionen der Eulerschen Scheibe kaufen: Die original Euler's Disk und den Bausatz "Tanzende Scheibe".

Die original Euler's Disk
Der amerikanische Ingenieur Joseph Bendik war es, der die Euler's Disk Ende der 80er-Jahre erfand. Sie ist dabei nicht nur ein faszinierendes Physik-Spielzeug, sondern auch Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Abhandlungen. Bendik benannte seine Erfindung nach dem Mathematiker Leonhard Euler (1707 bis 7083). Dieser hatte sich mit der mathematischen Darstellung von Drehbewegungen beschäftigt.

Die tanzende Scheibe
Seit dem Jahr 2021 ist der Bausatz Tanzende Scheibe auf dem Markt. Sie ist der  Euler's Disk nachempfunden und besteht wie das Original aus einer großen Edelstahl-Scheibe mit einem Gewicht von etwa 450 Gramm. Als Unterlage dient ein Spiegel. Er besitzt ebenfalls eine leichte Wölbung, die die Euler Scheibe während der Drehung in der Mitte der Auflagefläche hält.

Perfekte Laufeigenschaften bei der Eulerschen Scheibe

Um die perfekten Laufeigenschaften zu erreichen, ist eine Kante der Eulerschen Scheibe abgerundet. Zur original Eulerschen Scheibe gehört außerdem ein konkaver Spiegelteller und neun mitgelieferte magnetischen Scheiben mit holografischem Muster. Zum Teil handelt es sich auch nur um Dreiecke. Die holografischen Scheiben haften auf der Euler Disk und lassen sich beliebig anordnen. Dadurch kann man schöne optische Effekte erzielen. Dies gilt vor allem dann, wenn man die Scheibe im Dunklen auf dem verspiegeltem Teller oszillieren lässt und zusätzlich anleuchtet, zum Beispiel mit einer LED. Zu beachten ist hier, dass die holografischen Scheiben auf der Oberseite der Eulers Disk angebracht werden müssen. Oben ist dabei die Seite mit der scharfen Kante.

Zur Erfindung und Namensgebung der Euler Disk

Der Erfinder von Euler’s Disk, Joe Bendik, hatte schon immer leidenschaftlich gerne Münzen gedreht und so lange herumexperimentiert, bis er 1987 schließlich eine Münze vor sich hatte, die mehrere Minuten in Bewegung blieb. Das ganze verdankte er eigentlich einem Zufall. Eines Tages erhielt er ein Paket mit einer Falschlieferung, in dem sich zwölf große, glänzenden, rasiermesserscharfen Planscheiben befanden. In alter Gewohnheit begann Joe Bendik diese Scheiben zu drehen – und sie drehten nicht nur erstaunlich lang, sondern machten auf dem harten Schreibtisch ein solch lautes Geräusch, dass Kollegen in Bendiks Büro kamen, um herauszufinden, was los war.

Das war die Geburtsstunde der Eulerschen Disk, denn ab diesem Tag war Bendik geradezu besessen von der Idee, die Drehzeit der Scheiben zu maximieren. Er experimentierte mit einer Reihe von Prototypen – zu Beginn mit wenig Erfolg. Verschiedene Materialien, Größen und Unterlagen wurden für Euler’s Disk ausprobiert, bis Bendik zu guter Letzt eine Scheibe gefunden hatte, die auf ihrer Unterlage länger als vier Minuten rotieren konnte. Zunächst dachte er nicht daran, diese als Produkt zu vertreiben, aber seit den 90er-Jahren ist das Produkt nun auf dem Markt.

Zu Beginn trug die Euler’s Disk den Namen „Spolling Disk“ von spin and roll (Englisch für Drehen und Rollen). Bendik hatte jedoch allerlei mathematische Aspekte rund um die Physik der Eulerschen Scheibe studiert. Es handelte sich um Probleme, wie sie vor ihm der berühmte Mathematiker Leonhard Euler untersucht hatte. Daher benannte er dieses Physik-Spielzeug nach ihm.

Euler hatte unter anderem die sogenannten Euler’schen Kreiselgleichungen entwickelt, das sind Bewegungsgleichungen für die Rotation von starren Körpern, und außerdem ein mathematisches Modell zur Beschreibung von Strömungen. Hilfreich waren für Bendik zudem Optimierungsverfahren nach Leonhard Euler. Heute gibt es zahlreiche wissenschaftliche Abhandlungen zur Euler's Disk. Mehr dazu finden Sie hier. Weiter unten ist ein Video zu sehen, in dem es auf Englisch um die Mathematik der Eulerschen Scheibe geht.

Euler Disk als Decision Maker

Bringt man eine der dreieckigen Scheiben auf die Euler Disk an und lässt diese rotieren, so kann man diese als Decision Maker, also zur Entscheidungsfindung, verwenden. Dazu kann man z. B. im Kreis angeordnete Lottozahlen um den Teller legen. Die Zahl, auf die die Spitze des Dreiecks am Ende zeigt, wäre dann die nächste Lottozahl. So kann man natürlich auch entscheiden, was es zum Abendessen gibt.

Eulersche Scheibe und Energieerhaltung

Die Eulersche Scheibe erhält potenzielle Energie (Lageenergie), wenn man sie aufrecht auf den Teller stellt und kinetische Energie (Bewegungsenergie) durch das Andrehen. Durch Reibung und Vibration geht jedoch Energie „verloren“. Wäre dies nicht der Fall, könnte die Scheibe unendlich lange drehen, wenn da nicht auch noch die Gravitation wäre, die eine Kraft auf die Scheibe ausübt.

Eulersche Scheibe und Drehimpuls

Bei Drehbewegungen aller Art begegnet man dem Phänomen des Drehimpulses. Er sorgt dafür, dass sich rotierende Körper sehr stabil bewegen. Dies kann man zum Beispiel beim Fahrradfahren erleben. So unmöglich es ist auf den Rädern eines Fahrrades im Stand zu balancieren, so einfach ist dies, wenn man auf dem Fahrrad fährt. Auch bei der Euler Scheibe sorgt die Drehbewegung und damit der Drehimpuls dafür, dass diese trotz Gravitation nicht einfach umfällt. 

Die Eulersche Scheibe im Dunkeln

Die Mathematik der Eulerschen Scheibe


Quelle: Erzählt nach einem Artikel von Bendik (Download als PDF)

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