Drehender Koffer

Wissenschaft Physik
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Richtungen und sieh was passiert wenn Du diesen Doppelkreisel
auf den Tisch stellst.

er wird umfallen,
wie ich ja schon in obigem post geschrieben habe.

folgende probleme bleiben trotz aller versuche einer erklärung:

ein doppelkreisel verhält sich anders als ein einzelner kreisel.
man kann also aus dem verhalten des einen nicht auf das verhalten des anderen schließen.

  1. die genaue reaktion eines doppelkreisels hängt von vielen faktoren ab, die jeweils nicht genauer genannt werden:
  • masse eines kreisel
  • geschwindigkeit eines kreisel (und damit das resultierende drehmoment)

es ist doch so, dass die kräfte die ein kreisel seiner aufhängung entgegensetzt mit zunehmender masse und rotationsgeschwindidkeit größer werden - im günstigsten fall ist sie null, nämlich wenn sich die kreisel nicht drehen.

in allen anderen fällen ist der ausgang dieses experimentes von faktoren abhängig, die ebenfalls NICHT genannt werden:

  • torsionsfähigkeit der verbindungsstange
  • widerstandsfähigkeit der kugel- oder welzlager auf die präzessionskräfte
    usw.usw.

entweder es passiert nichts spektakuläres und der doppelkreisel fällt einfach um, oder
die präzessionskräfte sind derart stark des es entweder,
die verbindungsstange zerreißt, oder
es die kugellager sprengt oder zu staub zermahlt, oder
es die verbindungsstange von einem der kreisel abreist
oder oder oder.

es macht also wenig sind so ein experiment gedanklich durchzuführen, weil sich niemand von euch (mich eingeschlossen) die matarialfestigkeit und auftreteten kräfte vorstellen kann.

nochdazu wenn genaue zahlen und eckdaten fehlen.

ein doppelkreisel wird schneller umfallen als beide kreisel ohne die stange dazwischen - soviel steht fest.

ob sie aber vielleicht doch ein paar sekunden stehenbleiben können, weil vielleicht die achsenlager nur heiß werden und nicht sofort zerfliegen … wer kann das schon vorraussagen ohne genaue angaben über die materialen, drehzahlen, verwendeten massen etc. ? NIEMAND!

physik folgt physikalischen gesetzen … niemand kann im kopf ohne genau angaben auch nur ansatzweise irgendwas vorrausagen - speziell wenn es um kreisel geht die ja eine gewisse eigendynamik besitzen.

Gruss Marcus

STK

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letzter versuch

Hallo,

Erklär mir doch bitte erstmal wieso der Doppelkreisel umfällt?

hab ich weiter oben bereits getan, als du das hier geschrieben hast!

bleibt stabil auf der Spitze stehen. Aber wenn ich die beiden
Gehäuse starr verbinde fällt er einfach und direkt um! Das ist
TATSACHE! Also leugne das nicht! Dabei ist es egal wie in
welche Richtung sie laufen.
Nach deiner Theorie (Kreisel sind immer stabil) müßten doch
zwei Kreisel „erst recht“ stabil sein… wie erklärst du dir
das?!

DU denkst dir eine „erklärung“ aus und willst sie mir in den mund legen - also das ist professionell.

ich habe bereits erklärt, das der doppelkreisel umfällt.

Den Rest deines Artikels habe ich gelöscht, weil es immer auf
das selbe hinaus läuft und du mir scheinbar sowieso nicht
zuhörst. Vielleicht noch ein letztes Mal: Ich habe nicht
behauptet, dass Kreisel nicht stabilisierend sind, ich aber
nur gesagt, dass auf die Lagerung ankommt.

ok, dann machen wir mal eine grenzwert betrachtung.

der koffer enthält einen NICHTDREHENDEN kreisel und wird auf die lange kante gestellt: er fällt mit erdbeschleunigung zu boden.

der koffer enthält einen EXTREM SCHWEREN und EXTREM SCHNELLDREHENDEN kreisel und wird auf die lange kante gestellt: der kreisel führt aufgrund der beeinflussung durch die erde präzessionsbewegungen aus die an den koffer weitergegeben werden. da diese bewegung senkrecht zur rotationsachse steht wird sich entweder die eine kofferkante anheben oder die andere.
und danach der koffer auf der ecke eine rotation um mind. 1 achse durchführen.

irgendwo dazwischen reicht das gewicht des koffers aus, um den letzten effekt zu verhindern.

Der Satz „Kreisel sind stabilisierend“ ist die Zusammenfassung
des folgenden Vorgangs:

das kommt mir und den anderen leuten doch voll entgegen - kreisel verhalten sich im kippverhalten nicht so wie starre körper.
der koffer wird also NICHT GENAUSOSCHNELL zu boden kippen wie der selbe koffer mit dem nichtrotierendem kreisel intern.

wie schnell das der fall sein wird ist doch eindeutig abhängig, von fakten die hier nirgends genannt werden, nämlich

  • der masse des kreisels
  • der rotationsgeschwindigkeit des kreisels (und die sich daraus ergebenden drehmomente und gegenkräte, die direkt proportional sind)

bei null rotation gibts auch null gegenkräfte.

Das heißt, das die Änderungsgeschwindigkeit da/dt um so
KLEINER ist je größer L ist, also je SCHNELLER sich der
Kreisel dreht.
Das nennt man dann stabilisiernd. Der Kreisel weicht also
langsam seitlich aus.

hab ich doch auch nicht bestritten.

Wenn er allerdings weger der Lagerung nicht ausweichen kann,
weil zum Beispiel wie bei einem Autoreifen , dem Koffer oder
dem Doppelkreisel (NICHT aber wie bei einer Rakete, Frisbee,
Gewehrkugel, und so weiter), dann ist halt nichts mit dem
seitlichen Ausweichen und bzw. mit dem „stabilisieren“.

und dann werden diese kräfte einfach so wegrationalisiert, oder vielmehr an den umgebenden körper weitergegeben?

wie du schon schreibst wirkt ein kreisel stabilisierend - warum nicht auf den koffer. selbst wenn dieser versucht eine ecke anzuheben oder ähnliches … kannst du (ohne den koffer in aktion gesehen zu haben) ausschließen, das er langsamer oder fast garnicht um die kofferkante zu boden (oder andersrum) rotiert???

ich denke nicht.

statt dessen erklär doch mal,
A) wie deiner Meinung nach diese Stabilisierung abläuft
(Dogma?)

hätte das euer physiklehrer nicht genauso tun sollen wie unserer?

B) wieso der Doppelkreisel umfällt

habe ich getan - lies es selbst

C) wieso man mit einem Fahrrad auch langsam fahren kann ohne
umzufallen

weil man dabei noch am lenker drehen kann - bei hohen geschwindigkeiten nicht mehr.
ein zweirrad ist ausserdem weit entfernt vom perfekten physikalischen lehrbuch kreisel - warum willst du mit allen mitteln vergleichsweise komplexe beispiele anführen, wenn du nichtmal die einfachsten gesetze, denen kreisel folgen verstanden hast. (oder zumindest in den komplexen beispielen nicht wiedererkennen kannst)

welche experimente hat euer physiklehrer oder -prof eigentlich durchgeführt (oder vielmehr nicht durchgeführt)
an irgendeiner stelle muß doch die kreiselstabilisation mal erklärt worden sein - egal mit welchem beispiel.

die einleuchtesten beispiele sind doch die besten (weil einfach zu merken) - eine kreisel auf einer seite aufgestützt wird nicht zu boden kippen - genau wie ein rollendes rad.

die präzessionsbewegungen in dem fall zwingen das den kreisel ein achsenende um das andere rotieren zu lassen - projeziert man das auf den aufbau des koffers wird eine der beiden ecken davon betroffen sein.

das alleine reicht doch schon um zu erklären, das der koffer NICHT GENAU SO SCHNELL zu boden kippen wird wie ohne kreisel.

Gruß
Oliver

STK, der lieber motorrad fährt als hier sinnlos physikdiskussionen zu führen.

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Wenn der Lenker beweglich ist treten zumindest bei einem
schnellfahrenden Motorrad ganz andere Effekte auf
(Schräglage). Daß Motorrad und Fahrrad werden aber auch dann
nicht durch den Drehimpuls der Räder stabilisiert, sondern
durch die mit der Lenkbewegung verbundenen
Fahrtrichtungsänderung, mit der man den Schwerpunkt immer über
der Auflagefläche bzw. Auflagelinie balanciert. Das haben wir

das kann aber nicht alleine ausreichen, weil man ansonsten nicht freihändig fahren könnte.
wenn man genauso mit dem lenker bei hoher geschwindigkeit balancieren müßte wie bei langsamer fahrt dann könnte man bei höhren geschwindigkeit den lenker NICHT LOSLASSEN - oder wer soll deiner meinung nach dann noch balancieren?

wenn man mit dem fahrrad oder einem motorrad beim tüv auf den laufrollen relativ _steht_, wie soll das deiner meinung nach funktionieren, wenn das krad nicht durch die kreiselwirkung der räder stabilisert wird? - man kann mit stehenden rädern ein zweirrad nicht im gleichgewicht halten.

Ein
ausreichend schnell drehendes, freilaufendes Rad wird also
nicht umfallen.

Schlechtes Beispiel, denn ein freirollendes Rad wird, ähnlich
wie das Fahrrad, hauptsächlich durch die Trägheitskräfte bei
der Rollrichtungsänderung automatisch balanciert.

trägheitskräfte ?? die trägheitskräfte die das rad im stand umfallen lassen würden, sind beim rollenden genauso vorhanden WENN es die stabilisation durch die rotation nicht gäbe.

ansonsten würdest du indirekt die stabilsierung durch den kreisel eingestehen.

der einzige unterschied zwischen einem stehenden rad und einem rollenden ist die rotation - folglich muß darin die ursache zusuchen sein, warum ein rollendes rad nicht umfällt.
ansonsten ist alles andere gleich … der schwerpunkt ist immernoch genausoweit von der erde entfernt wie bei dem stehenden - das gewicht etc. ist alles das selbe.
und balancieren wie ein mensch kann so ein rad wohl nicht.

so versteh ich diesen Textschnippsel zumindest - wenn ich das
Vorderrad in die Luft halte und auf eine Geschwindigkeit
beschleunige, die sagen wir 160km/h entspricht, dann werde ich
am Lenker sehr wohl eine Gegenkraft beim Lenken spürgen.

Nein, nein, nein und nochmal nein. Das Lenkerlager führt alle
Kräfte ab. Du selbst spürst keine Gegenkraft. Du mußt es
selbst ausprobieren, sonst wirst Du es niemals einsehen,
fürchte ich.

super einleuchtende erklärung.
ich BIN schon motorrad gefahren, ich weiss wie schwer es ist, langsam zu fahren und dagegen wie einfach es ist mit 160 auf der autobahn geradeaus zufahren. das bewegen des lenkers ist bei hohen geschwindigkeit einfach unmöglich - man kann nur noch durch gewichtsveränderungen lenken - ganz im gegensatz zum langsamfahren, da funktiontioniert genau das NICHT.

bei änderung der neigung kommt nochdazu das der umfang der lauffläche sich verkleinert - ein motorradreifen ist im gegensatz zum autoriefen nicht mit einer geraden lauffläche versehen.

das sind alles eigenschaften die von einem einfachen (lehrbuch) kreisel abweichen und es damit praktisch unmöglich wird, alle einflüsse auf die fahrphysik eines motorrades im kopf zu entflechten und präzise vorauszusagen!

ich kanns dir nur so sagen - motorrad fahren mußt du schon selber, wenn du den physikgesetzen für kreisel schon keine beachtung schenkst.

die Kreiselstabilisation funktioniert aber
auch ohne Bodenkontakt, ansonsten bräuchte man keine
physikalischen Gesetze, die sich mit Kreiseln
auseinandersetzen, wenn sich ein Kreisel in jeder Hinsicht wie
ein starrer Körper drehen und wenden liese.

Ein rotierender Kreisel läßt sich drehen und wenden wie ein
anderer Körper. Nur die dabei entstehenden Kräfte verhalten
sich etwas ungewöhnlich. Nimm doch mal das Beispiel des

ungewöhnlich??? also doch anders als bei einem starren körper.
wenigstens gibts du zu das einer freien kippbewegung eines kreisels eine kraft entgegenwirkt - im gegensatz zu einem starren körper … du erklärst doch indirekt schon das vorhandensein von gegenkräften!

das die gegenkräfte vom radlager aufgenommen werden heißt doch nicht automtisch das sie einfach so weg sind - wie soll das in der physik gehen.
die lager werden extrem belastet, also entweder sie geben diese kräfte an den umliegenden körper weiter (er wird gedreht etc.) oder die lager werden heiß oder zerfliegen einfach zu staub.

Doppelkreisels bei dem die Kreisel entgegengesetzt rotieren.
Das gesamte Gebilde hat keinen Drehimpuls und läßt sich nach

ein doppelkreisel ist kein einzelner kreisel

zwei billardkugeln zusammengeknotet verhalten sich auch anders als eine - wie kommst darauf, von dem einen auf das andere zu schließen ???

Jörg

STK, der jetzt noch auf Olivers Post antwortet und dann die Diskussion verlässt…

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Hallo.

A) wie deiner Meinung nach diese Stabilisierung abläuft
(Dogma?)

hätte das euer physiklehrer nicht genauso tun sollen wie
unserer?

Also du weißt es nicht… aber dann rumlabern…

B) wieso der Doppelkreisel umfällt

habe ich getan - lies es selbst

Ahaja du meinst diese tolle Erklärung:
"
1.
ein doppelkreisel verhält sich anders als ein einzelner kreisel.
man kann also aus dem verhalten des einen nicht auf das verhalten des anderen schließen.
2. die genaue reaktion eines doppelkreisels hängt von vielen faktoren ab, die jeweils nicht genauer genannt werden:
…
"

Komisch andere Leute können das erklären… aber die haben ja alle keine Ahnung, was?

C) wieso man mit einem Fahrrad auch langsam fahren kann ohne
umzufallen

weil man dabei noch am lenker drehen kann - bei hohen
geschwindigkeiten nicht mehr.

soso… man fällt nicht um, weil man am Lenker drehen kann…?! Das ich da nicht selbst drauf gekommen bin. Erklärst du alles so überzeugend?

Gruß
Oliver

STK, der lieber motorrad fährt als hier sinnlos
physikdiskussionen zu führen.

Viel Spaß, aber fall nicht…

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Wenn der Lenker beweglich ist treten zumindest bei einem
schnellfahrenden Motorrad ganz andere Effekte auf
(Schräglage). Daß Motorrad und Fahrrad werden aber auch dann
nicht durch den Drehimpuls der Räder stabilisiert, sondern
durch die mit der Lenkbewegung verbundenen
Fahrtrichtungsänderung, mit der man den Schwerpunkt immer über
der Auflagefläche bzw. Auflagelinie balanciert. Das haben wir

das kann aber nicht alleine ausreichen, weil man ansonsten
nicht freihändig fahren könnte.

Auch das rettet Deine Drehimpulstheorie nicht. Wenn ich freihändig fahre, was ich sehr ungerne mache, lenke ich nur noch durch Gewichtsverlagerung. Der Lenker wird dabei aufgrund der Rahmenkonstruktion stabilisiert. Die stabile Lage des Lenkers kann ich dabei geringfügig nach links oder rechts verschieben. Ich erspare ich mir jetzt weitere Erklärungen, denn es wurde hier schonmal ganz gut erklärt: http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
Damit wäre Deine Begründung hinfällig.

wenn man mit dem fahrrad oder einem motorrad beim tüv auf den
laufrollen relativ _steht_, wie soll das deiner meinung nach
funktionieren, wenn das krad nicht durch die kreiselwirkung
der räder stabilisert wird? -

genau wie bereits beschrieben. Auch dann funktioniert ja noch die seitliche Verschiebung des Radauflagepunktes bei Lenkung und ich kann den Schwerpunkt ausbalancieren.

man kann mit stehenden rädern
ein zweirrad nicht im gleichgewicht halten.

Natürlich nicht, aber nur deshalb, weil ich mit dem Lenker nichts ausrichten kann. Beim fahrenden Zweirad führt die Lenkbewegung zu eine seitlichen Beschleunigung, die umso größer ist, je schneller ich fahre.

Ein
ausreichend schnell drehendes, freilaufendes Rad wird also
nicht umfallen.

Schlechtes Beispiel, denn ein freirollendes Rad wird, ähnlich
wie das Fahrrad, hauptsächlich durch die Trägheitskräfte bei
der Rollrichtungsänderung automatisch balanciert.

trägheitskräfte ??

ja !!

die trägheitskräfte die das rad im stand
umfallen lassen würden, sind beim rollenden genauso vorhanden
WENN es die stabilisation durch die rotation nicht gäbe.

erstmal fällt das Rad nicht durch die Trägheitskräfte um sondern durch seine Gewichtskraft. Zweitens führt ein rollendes Rad ja noch eine mehr oder weniger gerade Translationsbewegung durch. Wenn das Rad kippt, rollt es seitlich weg und wird dadurch seitlich beschleunigt. Die dabei auf den Schwerpunkt wirkenden Trägheitskräfte versuchen es wieder aufzurichten und wirken daher stabilisierend.

ansonsten würdest du indirekt die stabilsierung durch den
kreisel eingestehen.

Nein, der Kreisel ist nur nebensächlich.

der einzige unterschied zwischen einem stehenden rad und einem
rollenden ist die rotation

Falsche Behauptung

  • folglich muß darin die ursache

zusuchen sein, warum ein rollendes rad nicht umfällt.

–> Falsche Schlußfolgerung

Wesentlicher Unterschied ist die Bahnkurve des Schwerpunktes also ist Deine Schlußfolgerung unzulässig.

ansonsten ist alles andere gleich … der schwerpunkt ist
immernoch genausoweit von der erde entfernt wie bei dem
stehenden - das gewicht etc. ist alles das selbe.

außer der Bewegung des Schwerpunktes

und balancieren wie ein mensch kann so ein rad wohl nicht.

warum nicht ? Manche Systeme sind eben stabil, andere nicht.

so versteh ich diesen Textschnippsel zumindest - wenn ich das
Vorderrad in die Luft halte und auf eine Geschwindigkeit
beschleunige, die sagen wir 160km/h entspricht, dann werde ich
am Lenker sehr wohl eine Gegenkraft beim Lenken spürgen.

Nein, nein, nein und nochmal nein. Das Lenkerlager führt alle
Kräfte ab. Du selbst spürst keine Gegenkraft. Du mußt es
selbst ausprobieren, sonst wirst Du es niemals einsehen,
fürchte ich.

super einleuchtende erklärung.

Nein keine Erklärung sondern nur die X. Wiederholung einer physikalischen Tatsache. Erklärt worden ist das bereits zu Genüge, das spare ich mir jetzt.

ich BIN schon motorrad gefahren, ich weiss wie schwer es ist,
langsam zu fahren und dagegen wie einfach es ist mit 160 auf
der autobahn geradeaus zufahren. das bewegen des lenkers ist
bei hohen geschwindigkeit einfach unmöglich - man kann nur
noch durch gewichtsveränderungen lenken - ganz im gegensatz
zum langsamfahren, da funktiontioniert genau das NICHT.

o.k. das ist Deine Erfahrung, aber Du weißt nicht, warum das so ist. Du hast Dich für die Erlärung entschieden, daß nur die stabilisierende Wirkung des Kreisels dafür verantwortlich sein kann und jetzt ignorierst Du konsequent alles, was das in Frage stellen könnte. Vergiss bitte nicht, daß wir uns in einem wissenschaftlichem Forum befinden.

bei änderung der neigung kommt nochdazu das der umfang der
lauffläche sich verkleinert - ein motorradreifen ist im
gegensatz zum autoriefen nicht mit einer geraden lauffläche
versehen.

das sind alles eigenschaften die von einem einfachen
(lehrbuch) kreisel abweichen und es damit praktisch unmöglich
wird, alle einflüsse auf die fahrphysik eines motorrades im
kopf zu entflechten und präzise vorauszusagen!

Es geht hier nicht um präzise Voraussagen sondern um fundamentale Zusammenhänge.

ich kanns dir nur so sagen - motorrad fahren mußt du schon
selber, wenn du den physikgesetzen für kreisel schon keine
beachtung schenkst.

Ich glaube, Du wirst langsam unsachlich, um das mal ganz vorsichtig auszudrücken. Ich darf nochmal daran erinnern, daß wir uns in einem wissenschaftlichen Forum befinden.

Ein rotierender Kreisel läßt sich drehen und wenden wie ein
anderer Körper. Nur die dabei entstehenden Kräfte verhalten
sich etwas ungewöhnlich. Nimm doch mal das Beispiel des

ungewöhnlich??? also doch anders als bei einem starren körper.

Natürlich anders, das hat niemand hier bestritten.

wenigstens gibts du zu das einer freien kippbewegung eines
kreisels eine kraft entgegenwirkt -

keineswegs, ich sage nur, daß Kräfte auftreten aber nicht entgegenwirken

im gegensatz zu einem
starren körper … du erklärst doch indirekt schon das
vorhandensein von gegenkräften!

Nein, nur das Vorhandensein von Kräften, die keine Gegenkräfte sind

das die gegenkräfte vom radlager aufgenommen werden heißt doch
nicht automtisch das sie einfach so weg sind -

Doch, wenn die Kräfte vollständig vom Lenklager aufgenommen werden, sind sie für den Fahrer nicht mehr spürbar.

Jörg

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ein doppelkreisel verhält sich anders als ein einzelner
kreisel.

Wenn es unbedingt ein einzelner Kreisel sein soll, dann spann doch mal ein Fahhrad in einen Schraubstock ein, bring das Vorderrad auf Touren und dreh am Lenker. Dabei wirst Du feststellen, daß die Kraft, die Du aufwenden mußt, unabhängig von der Drehzahl des Rades ist.