Schnell und Langsam

Im Themenbereich "Schnell und Langsam" dreht sich alles rund um die Bewegung. Entdecken Sie bergauf rollende Walzen und sich auf beinahe wundersame Weise schneller drehende Stühle. Messen Sie Ihre Sprintgeschwindigkeit und lassen Metallkugeln ein Wettrennen gegeneinander machen. Zum Ausruhen können Sie dann eine Runde auf unserem Teufelsrad mitfahren.

Einige ausgewählte Experimentierstationen aus diesem Bereich:

Bergauf - Bergab

Was kann man tun?
Was sollte geschehen? Warum ist das so?
Lasse die kleine rote und die große Walze jeweils von unterschiedlichen Startpunkten auf der schiefen Bahn loslaufen. Die kleine rote Walze läuft immer bergab. Die große Walze läuft immer bergauf.

Die Schienen laufen nicht parallel, sondern spitz zu. Die große Walze ist besonders geformt: Sie ist aus zwei Kegeln zusammengesetzt (Doppelkegel).

Wenn du die große Walze bei ihrem Lauf von der Seite genau beobachtest, siehst du, dass sie sich beim „Bergauf“- Rollen doch absenkt, d.h. ihr Schwerpunkt (rote Mittelachse) geht nach unten, also auch bergab.)

Bergauf-Bergab Bergauf-Bergab Bergauf-Bergab

Drehstuhl

Was kann man tun?
Was sollte geschehen? Warum ist das so?

Setze dich mit je einer Hantel in der Hand auf den Drehstuhl. Breite die Arme aus und versetze dich (mit den Füßen oder durch einen Partner) in leichte Drehbewegung.
Ziehe die Hanteln zu deinem Körper hin und beobachte wie sich die Drehung ändert.
Beobachte, wie deine Drehung davon abhängt, ob Arme oder Beine angezogenen oder gestreckt sind, mit oder ohne Hanteln.

Führst du die Hände zum Körper, drehst du dich schneller. Wenn du deine Hände mit den Hanteln vom Körper weg streckst, verlangsamt sich deine Drehbewegung.
Das kannst du auch erreichen, wenn du deine Beine ausstreckst und wieder anziehst.

Drehst du dich auf dem Stuhl langsam und Hände und Hanteln sind außen, dann haben sie eine bestimmte Geschwindigkeit (Schwung) auf ihrer großen Bahn um deinen Körper.
Diesen Schwung behalten sie, auch wenn du die Arme anziehst.
Im angezogenen Zustand haben Hände und Hanteln aber nur noch eine kleine Bahn um deinen Körper. Bei gleicher Geschwindigkeit benötigen sie weniger Zeit für einen Umlauf: Die Drehung ist schneller.
Du kannst dich bei deiner Rotation beschleunigen ohne dich neu anzuschubsen. Dies nutzen Eiskunstläufer für ihre Pirouetten.

Drehstuhl Drehstuhl Drehstuhl

Schallgeschwindigkeit

Was kann man tun?
Was sollte geschehen? Warum ist das so?

Halte dein Ohr an das blaue Rohr auf der linken Seite. Sprich oder rufe in den roten Trichter auf der rechten Seite. Was hörst du?
Alternative:
Versuche, rhythmisch an den Trichter zu klopfen, so dass der Schlag und der Ton aus dem Hörrohr zusammenfallen. Miss die Zeit, die zehn Schläge benötigen.

Der Ton sollte für den Weg durch das blaue Rohr vom Trichter zu deinem Ohr etwa eine halbe Sekunde benötigen.
Das Rohr ist etwa 170 Meter lang.

Der Schall breitet sich in der Luft bei Zimmertemperatur mit etwa 340 m/s aus.
In unserem luftgefüllten Rohr benötigt ein Ton also etwa eine halbe Sekunde, bis er vom Trichter zum Ohr gelangt ist.
Schall breitet sich in unterschiedlichen Materialien verschieden schnell aus. Außerdem ist die Schall­geschwindigkeit auch von der Temperatur abhängig.
Links sind die Schallgeschwindigkeiten für verschiedene Materialien bei Zimmertemperatur angegeben.

Schallgeschwindigkeit Schallgeschwindigkeit Schallgeschwindigkeit