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Physik im Alltag und Naturphänomene

Zur konstruktiven Rolle des Fallens

Als ich in einer Dünenlandschaft Sandrippel fotografierte, fiel mir eine runde Objektivschutzkappe aus der Hand und machte sich rollend davon (zum Vergrößern auf Bild klicken). Angetrieben durch den über die Dünen streichenden Wind rollte sie über den welligen Untergrund der Sandrippel und hinterließ eine interessante Spur. Vor die blitzschnell zu entscheidende Alternative gestellt, die Spur zu fotografieren und möglicherweise der Kappe verlustig zu gehen oder die Verfolgung sofort zu starten, entschied ich mich für ersteres. Das dabei gewonnene Foto lässt uns mit einer Frage zurück: Wie kommt eine runde Scheibe dazu, statt sofort umzufallen und sich in die stabile Lage zu begeben, sich rollend bis ans Ende der Welt treiben zu lassen? Eine rollende Scheibe ist physikalisch gesehen ein Kreisel. Neigt ein rotierender Kreisels dazu zu kippen, so wird dadurch eine dazu senkrechte Drehung der Achse bewirkt. Statt sich flachzulegen, weicht die Scheibe daher seitlich von ihrer Bewegungsrichtung ab und würde wegen der Reibung auf einem enger werdenden Bahn schließlich zu Boden gehen. Wäre da nicht der Wind. Diesem bietet  sie durch ihre Abweichung von der Windrichtung eine größere Angriffsfläche, wodurch ein sowohl in Windrichtung drehendes als auch ein die Scheibe nach vorn kippendes Drehmoment ausgeübt werden. Als Reaktion dreht sich die Scheibe wieder in Windrichtung und erhält gleichzeitig ein antreibendes Drehmoment um die Drehachse. Dieses stete Wechselspiel zeichnet sich in der ondulierenden Spur auf dem Boden ab. Dabei dürften die Rippel auch noch von einem gewissen Einfluss sein, obwohl sie nicht die eigentliche Ursache für die Wellenbewegung darstellen.
Die wohlabgestimmte Selbstorganisation zwischen Neigen und Aufrichten sorgt dafür, daß die Scheibe so lange rollt, obwohl der Wind ja ohne dies kaum eine Angriffsfläche hätte. Wir beobachten hier also ein subtiles Zusammenwirken von Windkraft und Schwerkraft, wobei die Tendenz des Kreisels zu fallen konstruktiv ausgenutzt wird.
Zusätzlich ergibt sich eine schöne Spur, die mich gleich im ersten Moment intuitiv ansprach, bevor ich erkannte, dass auch noch ein interessantes Phänomen des Antriebs und der Selbstorganisation dahinter steckte.

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Diskussionen

8 Gedanken zu “Zur konstruktiven Rolle des Fallens

  1. Es gibt Spinnen, die sich rollend recht schnell auf Dünen bewegen können, schneller als herkömmlich auf ihren Füssen.

    Das Phänomen der sich gegen des Fallens „wehrenden“ Scheibe wird m.E. auch in einem Artistktrick genutzt – ohne daß ich das jetzt näher spezifizieren könnte.

    Es gibt auch den Begriff „unermüdlich“: Der Wind lässt das Fallen nicht zu, richtet sofort auf, sobald eine grössere Auftrefffläche entsteht. Reine Magie!

    Würde der Wind in einem Moment geringfügig nachlassen,dann würde natürlich die Scheibe fallen.

    Verfasst von kopfundgestalt | 25. Oktober 2018, 00:25
    • Vielen Dank für deine Ergänzungen. Klar, man kann die Sache statt physikalisch auch animistisch betrachten und dem Wind einen Willen zusprechen. Dann kommt man aber, wie du schon sagst zur Magie.
      Kleine Schwankungen des Windes wird die Scheibe kaum zu Fall bringen. Bei einer hinreichend langen Unterbrechung würde die Scheibe zu Boden spiralen, bzw. im lockeren Sand sehr schnell zum Liegen kommen.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 25. Oktober 2018, 09:35
  2. Ich bin fern jjeder animistischen Denkweise, das weißt Du auch, lieber Joachim. War nur rein lyrisch gemeint mit „Der Wind lässt das Fallen nicht zu,“.

    Verfasst von kopfundgestalt | 25. Oktober 2018, 10:16
  3. Wieder mal ein Beitrag, den ich mit Freude gelesen und betrachtet habe. Es kam alles zusammen: das Visuelle, das Erklärende, der Zufall, die Naturkräfte und das Kreative, Liebe Grüße

    Verfasst von juergenkuester | 25. Oktober 2018, 11:03

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