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Wieso bewegt sich die Kugel so komisch?

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00:00:14.256 --> 00:00:15.949
Im Grunde genommen handelt es sich um

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00:00:16.049 --> 00:00:18.943
einen Kreisel, genau wie dieser hier.

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00:00:26.670 --> 00:00:28.319
Kannst du mir das auch bitte erklären?

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00:00:29.250 --> 00:00:30.021
Ja, klar.

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00:00:30.600 --> 00:00:35.369
Der Kreisel wird durch die Rotation um die
Längsachse stabilisiert.

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00:00:35.639 --> 00:00:38.939
Ja, da steckt der Drehimpuls- erhaltungssatz
dahinter.

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00:00:39.419 --> 00:00:39.850
Genau.

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00:00:40.460 --> 00:00:46.305
Und der bleibt senkrecht solange keine äußere
Kraft wirkt.

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00:00:46.668 --> 00:00:47.819
Wenn die Achse

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00:00:48.028 --> 00:00:50.667
des Kreisels mit der Drehachse übereinstimmt,

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00:00:50.692 --> 00:00:52.375
ändert sich der Drehimpuls nicht

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00:00:53.047 --> 00:00:55.650
und der Kreisel bleibt aufrecht stehen.

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00:00:56.099 --> 00:00:58.018
Und wenn die Drehachse schräg steht?

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00:00:58.319 --> 00:01:00.000
Ja, dann wirkt zusätzlich noch die

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00:01:00.000 --> 00:01:01.000
Gewichtskraft.

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00:01:02.000 --> 00:01:05.000
Und das produziert uns ein äußeres Drehmoment.

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00:01:06.000 --> 00:01:08.000
Dadurch wird die Drehebene gekippt.

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Ja, und durch die Änderung der Drehebene

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00:01:11.000 --> 00:01:16.000
entsteht ein weiteres Drehmoment, das produziert
uns eine Gegenbewegung des

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00:01:16.000 --> 00:01:20.000
Kreisels senkrecht zu der angreifenden Kraft.

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00:01:20.000 --> 00:01:23.000
Und das stabilisiert insgesamt

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00:01:23.000 --> 00:01:26.000
die Bewegung des Kreisels.

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00:01:26.000 --> 00:01:28.000
Deshalb fällt er nicht um?

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00:01:28.000 --> 00:01:29.000
Genau.

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00:01:29.000 --> 00:01:32.000
Durch die Gewichtskraft beginnt der Kreisel
dann,

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00:01:32.000 --> 00:01:35.000
sich um seine ursprüngliche

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00:01:35.000 --> 00:01:37.000
Drehachse zu drehen.

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00:01:37.000 --> 00:01:39.000
Das wird als Präzession bezeichnet.

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00:01:39.000 --> 00:01:41.000
Das ist die zweite Drehung.

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00:01:42.000 --> 00:01:42.000
Genau.

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00:01:42.000 --> 00:01:45.000
Und diese ist viel langsamer als

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00:01:45.000 --> 00:01:49.000
die Drehung um die Längsachse des Kreisels.

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00:01:52.000 --> 00:01:54.000
Wie ist das mit der Kugel?

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00:01:55.000 --> 00:01:57.000
Ja, das können wir uns mal genauer angucken.

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00:01:57.000 --> 00:02:00.000
Ich mache da mal eine Markierung

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auf der einen Seite.

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Wenn du jetzt hier siehst.

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00:02:14.000 --> 00:02:16.000
Ja, die Kugel rollt immer auf eine Seite.

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00:02:16.000 --> 00:02:18.000
Ist sie auf einer Seite etwas schwerer?

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00:02:18.000 --> 00:02:19.000
Ja.

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00:02:20.000 --> 00:02:26.000
Den Aufbau dieser Kreiselkugel kannst du hier
an diesem Modell erkennen.

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00:02:26.000 --> 00:02:28.000
Wenn ich die mal aufmache,

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00:02:28.000 --> 00:02:34.000
siehst du, dass ich sie an einer Seite mit
Knete beschwert habe.

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00:02:34.000 --> 00:02:37.000
So, dann kann ich das einmal rollen lassen.

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00:02:37.000 --> 00:02:39.000
Und da sehen wir genau praktisch

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00:02:39.000 --> 00:02:42.000
denselben Effekt wie bei der Kugel.

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00:02:42.000 --> 00:02:45.000
Je nachdem, wie ich die Kugel positioniere,

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00:02:45.000 --> 00:02:47.000
bekommt sie Schlagseite

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und

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00:02:50.000 --> 00:02:52.000
die Gewichtskraft erzeugt ein äußeres Drehmoment.

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00:02:53.000 --> 00:02:56.000
Das Drehmoment hängt mit dem Drehimpuls zusammen.

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00:02:56.000 --> 00:02:59.000
Genau und ändert wieder die Drehebene.

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00:02:59.000 --> 00:03:02.000
Kein Wunder, dass die Kugel zu trudeln beginnt.

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00:03:03.000 --> 00:03:03.000
Genau.

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Du siehst, dass die Bewegung eines Kreisels
recht komplex sein kann.

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00:03:09.000 --> 00:03:14.000
Bei der Erklärung der Bewegung hat uns die
Beziehung zwischen der Änderung des

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Drehimpulses und dem Drehmoment geholfen.

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Hinzu kam noch die Gewichtskraft.

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Ja, die Gewichtskraft produziert uns ein äußeres
Drehmoment.

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Das führt dann dazu,

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00:03:26.000 --> 00:03:32.000
dass ein Kreisel eine Präzessionsbewegung
um die Drehachse ausführt.

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00:03:32.000 --> 00:03:35.000
Kann die Bewegung eines Kreisels vorhergesagt
werden?

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00:03:35.000 --> 00:03:36.000
Prinzipiell ja.

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00:03:36.000 --> 00:03:41.000
Allerdings kommen wir bei solch einer Kreiselkugel
an unsere Grenzen.

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00:03:42.000 --> 00:03:42.000
Wieso?

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00:03:43.000 --> 00:03:48.000
Wenn ich den Kreisel hier umdrehe, befindet
sich die Kugel in einem

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00:03:48.000 --> 00:03:50.000
instabilen Gleichgewicht.

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00:03:50.000 --> 00:03:53.000
Sie kann also in jede Richtung kippen.

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00:03:53.000 --> 00:03:55.000
Und kleinste Änderungen

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00:03:55.000 --> 00:04:02.000
der Lage bewirken dann natürlich, dass eine
andere Rollbewegung stattfindet.

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00:04:03.000 --> 00:04:04.000
Ja, das muss ich jetzt ausprobieren.

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00:04:04.000 --> 00:04:05.000
Ja, dann bitte.