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UNTERHALTIGE ERFAHRUNGEN ZU HAUSE
Hinzufügung von Vibrationen. Physikalische Experimente
Unterhaltsame Erlebnisse zu Hause / Physikexperimente für Kinder Vibrationen können hinzugefügt werden. Sind sie in eine Richtung gerichtet, so erhält man Schwingungen, deren Reichweite gleich der Summe der Reichweiten der Schwingungsterme ist. Wenn die Schwingungsrichtungen gleicher Größe entgegengesetzt sind, subtrahieren sich die Schwingungen voneinander und hören auf. (Wenn man schließlich eins von eins subtrahiert, erhält man Null.) Ein Experiment mit Klang wird auf einem speziellen Gerät durchgeführt. Durch die Subtraktion einer Schallschwingung von einer anderen verschwindet der Ton genau gleich und es ist nichts zu hören. Wir fügen zwei zueinander senkrechte Schwingungen hinzu und übertragen sie auf ein Pendel. Mal sehen, was als Ergebnis dieser Ergänzung passiert. Hängen Sie das Pendel an einem Ort auf, an dem nichts seine Schwingungen stört (z. B. an einer Tür). Kippen Sie es nach rechts und drücken Sie es nach vorne, bevor Sie es loslassen. Das Pendel erhielt gleichzeitig zwei Bewegungsrichtungen: Es muss von rechts nach links und gleichzeitig vorwärts und rückwärts schwingen, da Sie es so geschoben haben. Die Schwingungsrichtungen stehen senkrecht zueinander, sie addieren sich und das Pendel beschreibt nun Ellipsen oder sogar Kreise.
Ein weiteres Experiment zum Hinzufügen von Schwingungen, die senkrecht zueinander stehen, kann auf diese Weise durchgeführt werden. Nehmen Sie eine Fahrradspeiche (Sie können ein gerades Stück Stahl- oder Kupferdraht von etwa gleicher Dicke und Länge verwenden) und halten Sie das Ende fest (wenn es sich um eine Speiche handelt, dann das Ende mit einer kleinen Biegung) in einem Schraubstock oder zwischen zwei Speichen Holzblöcke. Die Nadel muss senkrecht stehen. Auf das freie Ende der Speiche stecken Sie ein Stück Gummischlauch, in den eine (halbe) glänzende Stahlkugel aus einem Kugellager eingesetzt ist. Wenn der Innendurchmesser des Rohrs größer als die Dicke der Speiche ist, wickeln Sie etwas Isolierband um das Ende der Speiche.
Wir werden das Erlebnis von oben beobachten, achten Sie darauf, dass die Kugel auf der Speiche gut beleuchtet ist, damit sie einen hellen Glanz hat. Kippt man die Nadel ein wenig und lässt sie los, fängt sie an zu schwingen, die Markierung auf der Kugel beschreibt Ellipsen. Warum Ellipsen und nicht eine gerade Linie? Tatsache ist, dass Sie durch das Auslenken und Loslassen der Speiche, ohne es selbst zu bemerken, ihr gleichzeitig zwei Schwingungsrichtungen mitgeteilt haben. Üben Sie nun aber so, dass der Höhepunkt der Kugel beim Loslassen der Nadel nur eine kurze gerade Linie zeichnet. Das Wichtigste beim Loslassen der Stricknadel ist, dass man versucht, die Hand völlig ruhig zu halten, nicht zu zittern und die Finger schnell zu öffnen. Wenn Sie den Höhepunkt des Balls auf der Speiche erreicht haben, um eine kurze, gerade Linie zu zeichnen, schlagen Sie mit einem Holzstab quer zu ihrer Schwingung auf die Speiche. Der Ball beginnt sofort, Ellipsen zu beschreiben. Dies ist das Ergebnis der Addition zweier senkrechter Schwingungen. Lassen Sie sich nicht von der großen Spannweite der Stricknadel mitreißen, es reicht völlig aus, wenn ihre Spannweite zwei bis drei Zentimeter beträgt. Wenn Sie zu Hause keine Fahrradstricknadel haben, können Sie eine lange Stricknadel nehmen. Wenn wir Schwingungen unterschiedlicher Frequenz addieren, wie es der französische Physiker Lissajous tat, erhalten wir keine Ellipsen, sondern wunderschöne, komplizierte Figuren. Experimente mit Lissajous-Figuren können Sie selbst ganz einfach nachvollziehen. So wird es zum Beispiel gemacht. Kleben Sie einen Pappkegel mit einem kleinen Loch (ein bis zwei Millimeter) in die Spitze. Hängen Sie den Kegel an zwei Schnüren in den Türrahmen (natürlich nach unten). Klemmen Sie nun beide Fäden (z. B. mit einer Wäscheklammer, einer Krokodilklemme usw.) an einer Stelle fest – beispielsweise fünf Zentimeter vom Konus entfernt. Sie müssen eine Zeitung auf den Boden legen und ein Stück dunkles, vorzugsweise samtiges Papier darauf legen. Jetzt müssen Sie das Pendel ein wenig zu sich selbst und nach rechts bewegen und Grießkegel in den Trichter gießen. Wenn wir das Pendel loslassen, können wir die Lissajous-Figuren beobachten, die sich aus seinen Schwingungen ergeben. Durch Ändern der Position der Fadenklemme können Sie verschiedene Formen erhalten. Sehr schön wird das Erlebnis mit Lissajous-Figuren, wenn man statt eines Trichters eine Taschenlampenbatterie mit brennender Glühbirne an das Ende des Fadens bindet und das Licht in der Wohnung ausschaltet. Autor: Rabiza F.V.
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