Ist das ein perpetuum-mobile?

Wissenschaft Physik
#21

Hallo,

du solltest dir darüber im Klaren sein, dass Energie nicht verschwindet und auftaucht oder erzeugt und verbraucht wird. Das sagt man so, umgangssprachlich, aber eigentlich ist es falsch. Energie wird immer nur von einer Form in die andere umgewandelt. Die Physiker nennen das „Energieerhaltungssatz“.

wenn ein gegenstand von der schwerkraft im freien fall
angezogen wird, wird doch eine gewisse art und menge von
energie frei.

Wenn du z.B. einen Flummi hast und den fallen lässt, wird er schneller. Seine kinetische Energie (Geschwindigkeit) nimmt zu, seine potentielle Energie (Höhe) nimmt ab. Irgendwann trifft er den Boden und springt zurück. Dabei läuft das gleiche ab wie auf dem Weg nach unten, nur umgekehrt. Die kinetische Energie wird wieder in potentielle Energie umgewandelt, bis sie irgendwann komplett weg ist. Dann steht der Flummi für einen unendlich kurzen Moment still in der Luft, fällt wieder runter und das ganze geht von vorne los.
Wenn du den Flummi nach dem Fallenlassen einfach in Ruhe lässt, was wird passieren? Er wird ein paar Mal dotzen, er wird aber nie mehr die Höhe erreichen, in der du ihn ursprünglich losgelassen hast, und nach relativ kurzer Zeit wird er lustlos auf dem Boden liegen bleiben.
Wieso? Auf jedem Weg hoch und runter und insbesondere beim Aufdotzen ist jedes Mal ein bisschen Energie verloren gegangen, weil der Ball sich an der Luft oder am Boden gerieben hat. Die Energie ist zwar noch da (der Ball wird also theoretisch ein klein bisschen warm…), aber für die Hüpfbewegung nicht mehr nutzbar. Wenn du willst, dass der Flummi für immer weiterhüpft, musst du ihn wie beim Basketball regelmäßig anschubsen.

Vor dem gleichen Problem steht auch dein Perpetuum Mobile. Durch die Reibung in den Lagern und zwischen Luft und bewegten Teilen entstehen Reibungsverluste, und wenn nicht irgendwann jemand anschiebt, bleibt der ganze Apparat früher oder später stehen.

Im Prinzip ist das ganze Ding sowieso nur ein Pendel mit jeder Menge Zeug dran. Der einzige Zweck, den die Magnete erfüllen sollen, ist den Betrachter abzulenken. Je komplizierter ein PM ist, desto eher wird niemand darauf kommen, dass es eigentlich kein PM ist.

oder sehe ich das falsch

Ja. Jetzt hoffentlich nicht mehr :smile:

lg
ventrue

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#22

Hallo,

du solltest dir darüber im Klaren sein, dass Energie nicht
verschwindet und auftaucht oder erzeugt und verbraucht wird.
Das sagt man so, umgangssprachlich, aber eigentlich ist es
falsch. Energie wird immer nur von einer Form in die andere
umgewandelt. Die Physiker nennen das „Energieerhaltungssatz“.

den satz kenne ich, und ich will auch nicht dagegen sprechen

Wenn du z.B. einen Flummi hast und den fallen lässt, wird er
schneller. Seine kinetische Energie (Geschwindigkeit) nimmt
zu, seine potentielle Energie (Höhe) nimmt ab. Irgendwann

Wieso? Auf jedem Weg hoch und runter und insbesondere beim
Aufdotzen ist jedes Mal ein bisschen Energie verloren
gegangen, weil der Ball sich an der Luft oder am Boden
gerieben hat.

dieses beispiel hinkt, da hier nur EINE einzelne kraft auf den ball einwirkt.

Im Prinzip ist das ganze Ding sowieso nur ein Pendel mit jeder
Menge Zeug dran. Der einzige Zweck, den die Magnete erfüllen
sollen, ist den Betrachter abzulenken.

ich sehe hier keinen ablenkungs-schnikschnak, denn die magnete sind eine zweite kraft, unabhängig und asynchron zu der auf das pendel und guillotine einwirkenden schwerkraft.

wenn du eine magneten am ende von einen waggon einer modelleisenbahn befestigst, und die im video sehende „guillotine“ dahinter runterfallen lässt, wird doch durch den magneten der waggon weggedrückt. das bedeutet, dass ein teil der vorhandenen kinetischen energie (fallender magnet) auf die horizontale bewegung des waggons übertragen wird.
oder bleibt bei dir der waggon stehen?

ich werd mir mal überlegen, ob ich das ding nicht nachbauen kann.

mike

#23

Hallo,

„Energieerhaltungssatz“.

den satz kenne ich, und ich will auch nicht dagegen sprechen

das ist doch schonmal ein Anfang :wink:

Wenn du z.B. einen Flummi hast und den fallen lässt, wird er
schneller. Seine kinetische Energie (Geschwindigkeit) nimmt
zu, seine potentielle Energie (Höhe) nimmt ab. Irgendwann

Wieso? Auf jedem Weg hoch und runter und insbesondere beim
Aufdotzen ist jedes Mal ein bisschen Energie verloren
gegangen, weil der Ball sich an der Luft oder am Boden
gerieben hat.

dieses beispiel hinkt, da hier nur EINE einzelne kraft auf den
ball einwirkt.

Wie viele Kräfte auf ein Objekt einwirken ist völlig egal. Wenn du dem Flummi einen Kern aus Stahl verpasst und Boden und/oder Decke riesige Magnete sind, wirken zwei Kräfte auf den Flummi und er wird sich vom Prinzip her trotzdem genauso verhalten (außer, die Magnete sind zu stark :wink:).

Im Prinzip ist das ganze Ding sowieso nur ein Pendel mit jeder
Menge Zeug dran. Der einzige Zweck, den die Magnete erfüllen
sollen, ist den Betrachter abzulenken.

ich sehe hier keinen ablenkungs-schnikschnak,

Dann nimm mal sämtliche Magnete weg. Das wird genauso weiterpendeln, nur das nervige Geräusch wird aufhören. Vielleicht dauerts auch etwas länger, bis man wieder anschieben muss.

denn die magnete
sind eine zweite kraft, unabhängig und asynchron zu der auf
das pendel und guillotine einwirkenden schwerkraft.

Die Dinger an den Seiten sind nicht asynchron zum Pendel, sondern einfach nur träge. Dadurch kommt dieser Eindruck zustande, das wäre leicht zeitversetzt.

wenn du eine magneten am ende von einen waggon einer
modelleisenbahn befestigst, und die im video sehende
„guillotine“ dahinter runterfallen lässt, wird doch durch den
magneten der waggon weggedrückt.
das bedeutet, dass ein teil
der vorhandenen kinetischen energie (fallender magnet) auf die
horizontale bewegung des waggons übertragen wird.
oder bleibt bei dir der waggon stehen?

Richtig. Das Problem ist nur, dass die Bewegung dabei nicht vom Eisenbahnwagen verursacht wird. In deinem vermeintlichen PM schiebt das Pendel die Magnete, die es angeblich mit Energie versorgen, selbst an.

ich werd mir mal überlegen, ob ich das ding nicht nachbauen
kann.

Kannst du, aber denk an den Motor :smile:

lg
ventrue

#24

'n abend

Wie viele Kräfte auf ein Objekt einwirken ist völlig egal.
Wenn du dem Flummi einen Kern aus Stahl verpasst und Boden
und/oder Decke riesige Magnete sind, wirken zwei Kräfte auf
den Flummi und er wird sich vom Prinzip her trotzdem genauso
verhalten (außer, die Magnete sind zu stark :wink:).

diese variante ist nur solange korrekt, solange sich die megnete statisch sind und nicht asynchron (damit meine ich zeitversetzt) mitbewegen.

Dann nimm mal sämtliche Magnete weg. Das wird genauso
weiterpendeln, nur das nervige Geräusch wird aufhören.
Vielleicht dauerts auch etwas länger, bis man wieder
anschieben muss.

eher nur kürzer, da ausser die schwerkraft auf das pendel nichts weiteres einwirkt.

Die Dinger an den Seiten sind nicht asynchron zum Pendel,
sondern einfach nur träge. Dadurch kommt dieser Eindruck
zustande, das wäre leicht zeitversetzt.

ist es ja auch. denn die guillotine muss ja erst aus dem stillstand nach unten beschleunigen.

wenn du eine magneten am ende von einen waggon einer
modelleisenbahn befestigst, und die im video sehende
„guillotine“ dahinter runterfallen lässt, wird doch durch den
magneten der waggon weggedrückt.
das bedeutet, dass ein teil
der vorhandenen kinetischen energie (fallender magnet) auf die
horizontale bewegung des waggons übertragen wird.
oder bleibt bei dir der waggon stehen?

Richtig. Das Problem ist nur, dass die Bewegung dabei nicht
vom Eisenbahnwagen verursacht wird.

das habe ich auch nicht behauptet.

ich werd mir mal überlegen, ob ich das ding nicht nachbauen
kann.

Kannst du, aber denk an den Motor :smile:

für den warte ich noch auf ein paar teile

lg mike

#25

Hallo,

diese variante ist nur solange korrekt, solange sich die
megnete statisch sind und nicht asynchron (damit meine ich
zeitversetzt) mitbewegen.

Wenn die Magnete bewegt werden, steckst Du Energie in sie hinein. Wo kommt die her?
Gruß
loderunner

#26

Hallo,

diese variante ist nur solange korrekt, solange sich die
megnete statisch sind und nicht asynchron (damit meine ich
zeitversetzt) mitbewegen.

Wenn die Magnete bewegt werden, steckst Du Energie in sie
hinein. Wo kommt die her?

wie du im video sehen kannst, werden die beiden guillotine-magneten durch die schwerkraft in bewegung gesetzt (freier fall). ein teil dieser kin. energie wird durch die abstossung der G-magneten zum pendelmagneten auf das pendel übertragen.

#27

Hallo,

diese variante ist nur solange korrekt, solange sich die
megnete statisch sind und nicht asynchron (damit meine ich
zeitversetzt) mitbewegen.

Wenn die Magnete bewegt werden, steckst Du Energie in sie
hinein. Wo kommt die her?

wie du im video sehen kannst, werden die beiden
guillotine-magneten durch die schwerkraft in bewegung gesetzt
(freier fall). ein teil dieser kin. energie wird durch die
abstossung der G-magneten zum pendelmagneten auf das pendel
übertragen.

betrachten wir mal so einen „Seitenarm“… Dieses Fallbeil hängt an einer Schnur. Schnüre können in Längsrichtung nur Zugkräfte übertragen, das verkompliziert die Sache. Oben ist ein Gegengewicht (der Magnet auf der Wippe), damit das Beil nicht runterfällt.
Solange das Pendel stillsteht bewegt sich das Ganze nicht. Wenn du das Pendel nun mit dem Finger auf den Arm zubewegst, wird irgendwann der Magnet oben am Pendel der Anziehungskraft, die den Wippmagneten unten hält, entgegenwirken und ihn dadurch anheben. An der Stelle wird Bewegungsenergie aus dem Pendel in Potentielle Energie des Wippmagneten umgewandelt. Gleichzeitig übt der Wippmagnet eine Kraft auf den Magnet am Pendel aus, und später, wenn das Pendel auf dem Rückweg ist, gibt er die Energie einfach wieder zurück.
Sobald sich der Wippmagnet hebt, kann natürlich das Beil fallen, wodurch es sich dem Magnet unten am Pendel (der immer noch auf dem Hinweg ist) nähert. Hier gilt das gleiche: Die Energie, die gebraucht wird, um die beiden Magnete überhaupt erst aufeinander zu zu bewegen wird hinterher wieder frei. Der Teil, den das Pendel kriegt, ist der den du sehen willst, die anderen übersiehst du. Ein signifikanter Teil der Energie aus dem Beil geht auch in Form von Schall (Klick Klack) und in Reibungswärme (wegen der Schienenlager) verloren. Das Pendel kriegt also weniger Energie wieder, als es hergeben musste, um sich dem Beil zu nähern.

Das Funktionsprinzip von dem „PM“ wird vielleicht klarer, wenn du die Schnur wegnimmst und stattdessen eine Stange einsetzt. Stangen können Längskräfte in beide Richtungen übertragen, das macht den Umweg über die Gravitation unnötig. Das Pendel hebt dann den Wippmagneten, und der drückt direkt über die Stange das Beil nach unten. Dann stoßen sowohl Wippe als auch Beil das Pendel in die Gegenrichtung und bewegen sich zurück in die Ursprungslage.

lg
ventrue

#28

Hallo,

Solange das Pendel stillsteht bewegt sich das Ganze nicht.
Wenn du das Pendel nun mit dem Finger auf den Arm zubewegst,
wird irgendwann der Magnet oben am Pendel der Anziehungskraft,
die den Wippmagneten unten hält, entgegenwirken und ihn
dadurch anheben. An der Stelle wird Bewegungsenergie aus dem
Pendel in Potentielle Energie des Wippmagneten umgewandelt.
Gleichzeitig übt der Wippmagnet eine Kraft auf den Magnet am
Pendel aus, und später, wenn das Pendel auf dem Rückweg ist,
gibt er die Energie einfach wieder zurück.
Sobald sich der Wippmagnet hebt, kann natürlich das Beil
fallen, wodurch es sich dem Magnet unten am Pendel (der immer
noch auf dem Hinweg ist) nähert. Hier gilt das gleiche: Die
Energie, die gebraucht wird, um die beiden Magnete überhaupt
erst aufeinander zu zu bewegen wird hinterher wieder frei. Der
Teil, den das Pendel kriegt, ist der den du sehen willst, die
anderen übersiehst du. Ein signifikanter Teil der Energie aus
dem Beil geht auch in Form von Schall (Klick Klack) und in
Reibungswärme (wegen der Schienenlager) verloren. Das Pendel
kriegt also weniger Energie wieder, als es hergeben musste, um
sich dem Beil zu nähern.

Das Funktionsprinzip von dem „PM“ wird vielleicht klarer, wenn
du die Schnur wegnimmst und stattdessen eine Stange einsetzt.

genau das ist ein trugschluss. die schnur dient dazu, eine starre verbindung von der wippe auf die guillotine zu trennen

Stangen können Längskräfte in beide Richtungen übertragen, das
macht den Umweg über die Gravitation unnötig.

es ist kein umweg, sondern gewollt, dass die gravitation ebenso einen teil der benötigten energie liefern MUSS.

Das Pendel hebt
dann den Wippmagneten, und der drückt direkt über die Stange
das Beil nach unten. Dann stoßen sowohl Wippe als auch Beil
das Pendel in die Gegenrichtung und bewegen sich zurück in die
Ursprungslage.

wenn die guillotine mit der wippe starr (stange) verbunden ist, dann muss das pendel beim „wippe anheben“ nicht nur die wippe, sondern auch die guillotine mit kin. energie versorgen, um diese kombination in bewegung zu versetzen. das ergibt natürlich einen weit aus grösseren energieverlust auf die pendelbewegung, als wenn das pendel nur die wippe alleine anheben muss. das gewicht (bzw. die masse) der an der schnur hängenden guillotine ist für die benötigte kraft zum anheben der wippe nicht großartig relevant.
wenn das pendel zurückschwingt, dann wirkt die wippe überhaupt nicht mehr auf das pendel, denn die wippe wird wiederum durch die schwerkraft zurückgekippt.

ich suche noch nach einer möglichkeit, relativ günstig, eine messapparatur für das ausschwingen des pendels zu messen. zeit, geschwindigkeit und winkel.

#29

Hallo,

Stangen können Längskräfte in beide Richtungen übertragen, das
macht den Umweg über die Gravitation unnötig.

es ist kein umweg, sondern gewollt, dass die gravitation
ebenso einen teil der benötigten energie liefern MUSS.

die Erdanziehungskraft KANN keine Energie liefern. Damit sie das macht, musst du irgendwas fallen lassen. Das Problem ist, dieses Ding hinterher wieder hochzuheben, damit es erneut fallen kann. Dafür brauchst du nämlich genau die freigewordene Energie, sodass du exakt nichts gewonnen hast. Und das ist, ohne die Reibungsverluste zu beachten. Wenn du die beachtest, musst du sogar Energie reinstecken, damit du nix rauskriegst.

Wenn du anderer Meinung bist, würde ich dich bitten, das zu beweisen :smile:

ich suche noch nach einer möglichkeit, relativ günstig, eine
messapparatur für das ausschwingen des pendels zu messen.
zeit, geschwindigkeit und winkel.

Wenn du testen willst, ob der Ausschlagwinkel abnimmt, bau einen Laserpointer ein. Den positionierst du so, dass das Pendel bei maximalem Winkel gerade so den Laserstrahl unterbricht. Dann bringst du das Pendel in diese Position und lässt es los.
Wenns ein PM wäre, müsste das Pendel bei jedem Ausschlag den Strahl unterbrechen.

lg
ventrue

#30

Hallo,

es ist kein umweg, sondern gewollt, dass die gravitation
ebenso einen teil der benötigten energie liefern MUSS.

Gravitation ist eine Kraft, keine Energie. Deshalb kann sie auch keine Energie liefern, genausowenig wie ein Stein Energie durch die Gravitation erhält, wenn er auf dem Tisch liegt. Erst dadurch, dass Du ihn gegen die Gravitationskraft anhebst, steckst Du Energie hinein, erhöhst also sein potentielle Energie gegenüber der Gravitation. Und diese Energie kommt dann von Dir, nicht von der Gravitation.

Es wird Zeit, dass Du Dir mal klarmachst, was Kraft, potentielle Energie, kinetische Energie, Wärme und Arbeit genau sind und wie sie zusammenhängen.
Gruß
loderunner

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#31

loderunner schrieb
Gravitation ist eine Kraft, keine Energie. Deshalb kann sie
auch keine Energie liefern, genausowenig wie ein Stein Energie
durch die Gravitation erhält, wenn er auf dem Tisch liegt.

solange der nur herumliegt, richtig, aber wenn der, wie die guillotine runtefällt, wird energie freigesetzt.

ventrue schrieb
die Erdanziehungskraft KANN keine Energie liefern. Damit sie
das macht, musst du irgendwas fallen lassen.
Das Problem ist, dieses Ding hinterher wieder hochzuheben,

nun, die schwerkraft zieht die guillotine nach unten, wenn das gegengewicht von der wippe fehlt.
und die wippe muss so ausbalanciert sein, dass diese die guillotine wieder nach oben ziehen kann.

desweiteren gibt es doch noch das hebelgesetz.
>

wenn man das pendel als hebel betrachtet… denk mal nach
wenn du ein pendel anschieben willst, benötigst du mehr kraft, je näher du dieses in richtung pendelachse versuchst.

ich suche noch nach einer möglichkeit, relativ günstig, eine
messapparatur für das ausschwingen des pendels zu messen.
zeit, geschwindigkeit und winkel.

Wenn du testen willst, ob der Ausschlagwinkel abnimmt, bau
einen Laserpointer ein.

überleg ich mir mal.

hab da eher an eine 3-punkt lichtschranke gedacht. sowas ähnliches wie die polizei bei’m blitzen verwendet.
hab aber diesbezüglich noch nix gefunden.

#32

Hi,

ventrue schrieb
die Erdanziehungskraft KANN keine Energie liefern. Damit sie
das macht, musst du irgendwas fallen lassen.
Das Problem ist, dieses Ding hinterher wieder hochzuheben,

nun, die schwerkraft zieht die guillotine nach unten, wenn das
gegengewicht von der wippe fehlt.

das Gegengewicht fehlt zu keinem Zeitpunkt und es wird auch nie leichter oder schwerer. Die Gravitation zieht ständig (aber unterschiedlich stark) an beiden Seiten der Wippe, und gelegentlich kommt einfach das Pendel vorbei und übt mit seinem oberen Magnet eine Kraft auf das Gewicht (das ja auch ein Magnet ist) aus, und zwar nach oben. Diese Kraft ist es, die die Wippe nach außen kippen lässt. Und wenn das Pendel wieder verschwindet, kippt die Wippe zurück, weil die Schwerkraft immer noch wirkt, aber die Magnetkraft vom Pendel nicht mehr.

und die wippe muss so ausbalanciert sein, dass diese die
guillotine wieder nach oben ziehen kann.

desweiteren gibt es doch noch das hebelgesetz.
>

Die Formel ist richtig, aber leider nicht das Hebelgesetz. W=E=F*s ist nichts anderes als Arbeit bzw. Energie.

Das Hebelgesetz sieht so aus: Fl*sl=Fr*sr, F sind die Kräfte links und rechts, s die Strecken vom Drehpunkt zur jeweiligen Kraft.
Das kannst du hier nur leider nicht so ohne weiteres einsetzen, weil sich die Wippen nicht frei drehen können. Die haben ohne äußere Einwirkung Übergewicht nach innen, werden aber vom Holzrahmen daran gehindert, sich zu drehen, bis das Gewicht senkrecht runterhängt. Das sieht man auch am Ende vom Video recht gut.

wenn man das pendel als hebel betrachtet… denk mal nach
wenn du ein pendel anschieben willst, benötigst du mehr kraft,
je näher du dieses in richtung pendelachse versuchst.

Ist richtig, bringt aber deinen Beweis nicht voran.

ich suche noch nach einer möglichkeit, relativ günstig, eine
messapparatur für das ausschwingen des pendels zu messen.
zeit, geschwindigkeit und winkel.

Wenn du testen willst, ob der Ausschlagwinkel abnimmt, bau
einen Laserpointer ein.

überleg ich mir mal.

hab da eher an eine 3-punkt lichtschranke gedacht. sowas
ähnliches wie die polizei bei’m blitzen verwendet.
hab aber diesbezüglich noch nix gefunden.

Also ich würde dir wirklich *dringend* empfehlen, keine teuren Messgeräte zu kaufen, es sei denn, du baust auch den Elektromagnet und die Batterien ein, die in den Youtube-Kommentaren erwähnt werden.

lg
ventrue

#33

aber ist kein PM weil es keine PMs geben kann aber Hallo! eine Frage sei doch erlaubt: warum nicht?

#34

loderunner schrieb
Gravitation ist eine Kraft, keine Energie. Deshalb kann sie
auch keine Energie liefern, genausowenig wie ein Stein Energie…

Irrtum : Gravitation (g = 9.81 m/s^2) ist - was bitte? - eine Beschleunigung
… kannn diese auf eine Masse (kg) einwirken, entsteht KRAFT (kg×m/s^2)

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#35

Hallo Gandalf,

Deine Anmerkungen zu David Jones Rad sind sehr interessant. Nach mehr als 30 Jahren hat sich ja ein richtiger Mythos darum gebildet, und manche behaupten sogar das Rätsel wurde nie gelöst. Weißt Du noch, wo Deine Informationen zu der Knobelaufgabe her sind? Ich fände einen realistischen O-Ton zu David Jones Rädern wirklich interessant.

Zipf

#36

Servus,

Gandalf, einer der gar nicht so sehr zahlreichen echten Experten in diesem Forum, schreibt seit etwa fünf (in Worten fünf) Jahren aus gutem Grund nicht mehr hier - es ist sinnlos, wenn Du Dich in diesem Forum an ihn wendest.

Schöne Grüße

MM