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Schwingung

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Musikalischer Sand

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 11 (2017) S. 56 -57.

Wenn sich Sandschichten am Abhang einer Düne gegeneinander verschieben, kann das die Körner zu kollektiven Schwingungen anregen. Das Ergebnis: überraschend laute Töne.

Manche, unerbittlich nachgiebig, geben
beim Abgleiten an der Böschung
eigentümliche Töne von sich,
schrill oder tief: »klingende Sande«

Hans Magnus Enzensberger (*1928) Weiterlesen

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Aeolus-Orgel – das Raunen des Windes

Aeolsflöte-1Wenn ich diese Brücke überquere höre ich häufig, einen feinen auf- und abschwellenden tiefen Ton wie auf einem Alphorn geblasen. Er ist so rein, dass er aus dem Einerlei des akustischen Hintergrunds deutlich hervorsticht. Lange war mir der Ton ein Rätsel. Mir ging dabei allerlei dummes Zeug durch den Kopf. Als ich schließlich feststellte, dass der Ton vom Wind abhängig war, fand ich die Ursache in Form eines beschädigten Rohrpfosten im Brückengeländer. Wie man an dem vergrößerten Ausschnitt (Abbildung unten) gut erkennen kann, enthält dieser einen deutlich erkennbaren Riss. Er ist für den Wind so etwas wie das Mundstück, das Rohr eine Flöte. Indem der Wind das Rohr tangential umspielt, wird wie beim Blasen auf einem Schlüssel eine Schwingung der Luftsäule im Rohr angeregt. Weiterlesen

Auf Biegen und Brechen

Auf_Biegen_und_Brechen-(2)

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 7 (2016), S. 42 – 43

Krümmt man einen Stab über seine Belastungsgrenze hinaus, zersplittert er meist in mehr als zwei Teile. Warum?

Nicht auf das Biegen,
auf das Brechen kommt es an
Martin Heidegger (1889 – 1976)

PDF: Auf Biegen und Brechen.

 

 

Die Welt? Eine ewige Schaukel!

JanrvDie Welt ist nichts als eine ewige Schaukel. Alle Dinge in ihr schaukeln ohne Unterlaß. Ich beschreibe nicht das Sein, ich beschreibe den Übergang. Es ist ein Protokoll von verschiedenen und veränderlichen Zufällen, von unbestimmten und, wie es sich trifft, wohl gar von widersprechenden Vorstellungen. Nicht bloß der Wind der Zufälle bewegt mich nach seiner Richtung; sondern ich bewege mich noch obendrein, ich wechsle die Richtung. Und wer nur genau auf den Ausgangspunkt achtet, der wird sich schwerlich zweimal in  völlig derselben Lage wiederfinden (Michel de Montaigne (1533 – 1592). Weiterlesen

Rätselfoto des Monats Juli

114_Drehender-Wasserstrahl

Hat der Wasserstrahl einen Drehwurm? Wenn ja, warum?

Erklärung des Rätselfotos vom Vormonat: Blauer Sternenhimmel

La catástrofe del café para llevar

Coffee-to-go-1H. Joachim Schlichting. Investigación y Ciencia Enero (2015) – Nº 460

¡Cuidado con las resonancias! Al caminar con un vaso en la mano, tendemos instintivamente a hacer justo lo contrario de lo que deberíamos para que el líquido no se derrame.

En nuestra época resulta impensable vivir sin café para llevar. Es común ver a gente transportar la bebida en un vaso de papel o plástico en estaciones de tren, zonas peatonales, pasillos de oficina o salas de reuniones. Sin embargo, evitar los accidentes requiere ciertas destrezas motoras y, a menudo, nos obliga a adoptar una postura nada natural. Aunque los fabricantes han reaccionado a tales contratiempos proveyéndonos de recipientes con tapa, el líquido del interior sigue obedeciendo las leyes de la física.

Höllenlärm am Autofenster

AutofensterSchlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 45/3 (2014), S. 151-52

Ein geöffnetes Fenster kann ein fahrendes Auto zu einem Helmholtz-Resonator mit unangenehmen Tönen machen. Mit einer einfachen Rechnung lässt sich die Frequenz des Tones abschätzen.

Katastrophenabwehr beim Coffee to go

Coffee-to-go-1Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 4 (2014), S. 56-57

Vorsicht vor Resonanzeffekten: Wer gefüllte Pappbecher durch die Gegend trägt und den Kaffee am Überschwappen hindern will, macht instinktiv das Falsche.

Divergente Schwingungen jeder Art
waren so ziemlich die schlimmste Bedrohung
Thomas Pynchon (geb. 1937)
in »Die Enden der Parabel«

PDF: Katastrophenabwehr beim Coffee to go

Stehaufmännchen, Kolumbus- Eier und ein Gömböc

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 44/4 (20Clip_14113), S. 191-193

Ein Stehaufmännchen richtet sich von selbst immer wieder auf. Einmal angestoßen, wackelt es als Rollpendel einige Male hin und her. Es gibt zahlreiche Abwandlungen dieses Spielzeugs – teils mit sehr überraschender Wirkung.

PDF: Kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de

Kunst in der Physik

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/2 (2012), S. 52 – 53

Es braucht nicht viel, damit sich die glatte Oberfläche einer Flüssigkeit zu einem schönen Muster entfaltet

… dass trotz der Flüssigkeit in der Substanz
eine Solidität in der Form erreicht wird.
Italo Calvino (1923 – 1985)

Einige Ausschnitte des „Tanzes der Fluide“ haben wir auf einem Video eingefangen.

PDF: http://www.spektrum.de/alias/dachzeile/kunst-in-der-physik/1135744

Der schwingende Weihrauchkessel

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/7 (2011), S. 58-59

Wird ein pendelnder Körper periodisch angehoben und abgesenkt, gewinnt er Energie. Warum?

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/der-schwingende-weihrauchkessel/1072103

Schwingende Puppen und Wolkenkratzer

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in  unserer Zeit 39/3 (2008), 139 – 142.

Wohl nur Physiker oder Ingenieure mit ihren spielerischen Neigungen erkennen bei einer Puppe eine Verbindung zur alltäglichen Anwendung der Schwingungstilgung. Diese Technik hat eine große Bedeutung und wird auch in Wolkenkratzern zur Schwingungsdämpfung bei Erdbeben oder starken Winden eingesetzt.

Kann die Auseinandersetzung mit (moderner) Kunst beim Lehren von Physik helfen?

Schlichting, H. Joachim. In: Dietmar Hötteke (Hg.): Naturwissenschaftlicher Unterricht im internationalen Vergleich. Berlin: Lit 2007, S. 409 – 411.

Wenn man Physik und Kunst zusammen denkt, überwiegen normalerweise die Unterschiede. Physik gestattet keinen Raum für Gefühle. Deren Ort sind die Kunst, die Literatur und die Musik. Auf den zweiten Blick wird jedoch klar, dass Physik ohne Gefühle nur die halbe Wahrheit ist…

PDF: Kann die Auseinandersetzung mit (moderner) Kunst beim Lehren von Physik helfen?

Einfache Experimente zur Selbstorganisation – Strukturbildung bei Sand und anderen Granulaten

Sandruettelstruktur004arvNordmeier, Volkhard; Schlichting, H. Joachim. In: Unterricht Physik_17_2006_Nr. 94, S. 28 – 31 (geringfügig geänderte Version)

Natur organisiert sich selbst. Dies zeigt sich in den vielfältigen Mustern und Strukturen der unbelebten wie auch der belebten Natur, Selbstorganisationsphänomene sind jedoch komplex. und ihre Erklärung ist anspruchsvoll. Dennoch ist es möglich, wesentliche Ideen der Selbstorganisation – insbesondere der Strukturbildung – auch Schülerinnen und Schülern in der Sekundarstufe I zugänglich zu machen.

Freihandexperimente mit granularer Materie bieten einen intuitiven Zugang zu Phänomenen der Selbstorganisation. Wir zeigen hier einige der besonderen Eigenschaften von Sandkörnern und an- deren Granulaten. wie sie durch Zufuhr von mechanischer Energie zu kollektivem Verhalten angeregt werden und wie dabei vielfältige, auch ästhetisch ansprechende Muster entstehen können.

PDF: Einfache Experimente zur Selbstorganisation

Tanzende Puppen und rasende Bürsten

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 36/5, 221 (2005)

Ein auf Borsten stehender Pappbecher oder eine einfache Kleiderbürste werden zu tanzenden und umherrasenden Spielzeugen, wenn man sie geschickt anregt. Ursache ist ein physikalischer Vorgang, der in der Natur und auch in technischen Anwendungen zum Tragen kommt.

PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

 

Der chaotische Prellball

Buttkus, Beate; Schlichting, H. Joachim; Nordmeier, Volkhard: In: G. Kurz: Didaktik der Physik. Vorträge der Frühjahrstagung der DPG Esslingen 1993.

In dieser Aussage von Friedrich Hund wird deutlich, wie schwer es ist, neue Gedanken und Konzepte in die Naturwissenschaften einzubringen. Hund sagte diese Worte Anfang der 60 er Jahre. Aber erst in den letzten 10 Jahren schickt sieh die nichtlineare Physik an, sich innerhalb der Naturwissenschaften zu etablieren. Dieser Vorgang vollzieht sich jedoch gewissermaßen im Blickpunkt der  Öffentlichkeit. In spektakulärer Weise begleiten die Massenmedien und der Sachbuchmarkt die Entwicklungen innerhalb der Naturwissenschaften. Dies ist eine Herausforderung an die Schulphysik wie sie wohl ihresgleichen sucht: Welche Möglichkeit gibt es die Schülerinnen und Schüler an die wesentlichen Aussagen heranzuführen?

PDF: Der chaotische Prellball

Glockenklang im Weinglas

Schlichting, H. Joachim. In: Naturwissenschaften im Unterricht- Physik 39/10, 20 (1991).

Image_2011_05_11_7Die Verkäuferin schnippt kurz mit dem Finger an jedes Weinglas bevor sie es sorgfältig für den Transport verpackt. Ich möchte wissen, warum sie das tut. Um ihren grauen Alltag durch einen Wohlklang aufzulockern? Um diskret auf die akustische Dimension der Weingläser aufmerksam zu machen? Sie erklärt mir, der Klang verrate ihr, ob das Glas in Ordnung sei. Wenn es einen Sprung habe, klinge es nicht, sondern gäbe nur ein schäpperndes Geräusch von sich. Sie demonstriert es an einem zuvor aussortierten, defekten Glas, dessen Defekt kaum zu sehen, aber deutlich zu hören ist.

PDF: Glockenklang im Weinglas

Aus Auf und Ab mach Hin und Her – Parametrische Anregung im Freihandversuch

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften im Unterricht- Physik 39/10, 22 (1991).

Auf einer Volkshochschulveranstaltung zum Thema Freihandversuche fragte ich die Teilnehmer eines Kurses, ob es möglich sei, ein Fadenpendel durch rhythmisches Verkürzen des Fadens (gemäß Abb. 1) in eine Hin- und Her- Schwingung zu versetzen. Nach kurzer Überlegung meinte einer der Teilnehmer, das könne nur einer: Münchhausen. Denn das sei genauso möglich oder unmöglich, wie sich selbst am Schopfe aus dem Sumpf zu ziehen.

PDF:  Aus Auf und Ab Hin und Her

Zur Physik der Hui-Maschine

Bachhaus, Udo; Schlichting, H. Joachim. In: Physik und Didaktik 16/3, 238 (1988).

Es wird ein u.a. unter dem Namen Hui-Maschine bekanntes Spielzeug beschrieben und in seiner Funktionsweise aufgrund einer einfachen Modellvorstellung erklärt. Eine kurze Konstruktionsbeschreibung zeigt, daß man das Spielzeug sich leicht selbst herstellen kann.

PDF: Zur Physik der Hui-Maschine

Regular and Chaotic Oscillations of a Rotating Pendulum

Backhaus, Udo; Schlichting, H. Joachim. In: G. Marx (Ed.): Chaos in Education II. Vesprem (Hungary) 1987, pp. 312-317.

One reason of the great success of classical physics is the ability to predict the evolution of a system from which the dynamics (equation of motion) and the initial values are known. But this ability falls with  chaotic systems.  Because of the exponential Increase of small errors in the initial conditions of a chaotic system every prediction of its behaviour becomes Impossible in shortest time. For a long time physicists thought that the chaotic behaviour of a system is due to its complexity. But recently, one found that very simple systems may become chaotic, too. As important as this realisation is the manner of the transition from order to chaos. This transition follows some general patterns: the system announces the breakdown of the deterministic behaviour. Of course, the knowledge of these patterns is of great practical Interest. The rotating pendulum presented here allows to study the transitions between regular and chaotic motions by means of computational simulations. Thereby, complete Feigenbaum scenarios and other transitions may be obtained. The numerical resuits are described in more detail in.

PDF: Regular and Chaotic Oscillations of a Rotating Pendulum