Wieso kippt die Wippe in die Richtung in der sie geneigt ist?
Ist vielleicht eine dumme Frage, aber: Gegeben sei eine (perfekte) Wippe aus homogenen Material und komplett gleichlangen, schweren Seiten etc.. Allerdings ist die Wippe im Anfangszustand zu einer Seite schon geneigt, bzw. eine Seite ist dem Boden näher. Wieso kippt die Wippe dann in die letztere Richtung? Ich kann es mir gerade leider nicht genau klar erklären - wirkt nicht auf jedes Atom der Wippe die gleiche Erdanziehungskraft der selben Richtung? Wieso "gewinnt" dann eine Seite?
6 Antworten
Wenn der Schwerpunkt der Wippe oberhalb des Lagers liegt, dann verlagert er sich aus der Mitte heraus zu der Seite hin, nach der die Wippe gekippt ist, und damit werden die wirksamen Hebelarme unterschiedlich lang. Darum ist das Gleichgewicht der Wippe labil und sie verhält sich, wie Du beschreibst.
Bei einer Balkenwaage ist es umgekehrt: Da liegt der Schwerpunkt des Balkens unterhalb des Lagers, damit auch bei geringem Unterschied der beiden Gewichte ein stabiles Gleichgewicht existiert, wo die Waage zur Ruhe kommt und abgelesen werden kann.
Ach du... Danke! Ich habe daran gar nicht gedacht und diese Idee komplett übersehen! Das macht Sinn.
Ich rate einfach mal:
Da weniger Luft zwischen Wippe und Boden ist ist weniger Widerstand dazwischen.
Die Wippe ist dem Erdmittelpunkt näher und daher wirkt die Gravitation stärker.
Es muss in der Achse weniger Reibungswiderstand überwunden werden da bereits ein Teil davon überwunden ist.
Vielleicht wirkt hier auch die Corioliskraft?
Oder deine Behauptung stimmt gar nicht.
stimmt! Doch wäre sie in Bewegung würde die Corioliskraft wirken…
Da hast du recht. Und dann wird die genaue Berechnung ganz schön kompliziert. Lass uns wenigstens annehmen, dass sie sich mit weit unter Lichtgeschwindigkeit bewegt, so dass die Masse konstant bleibt. :-)
Es gibt kein Problem, das bei genauer Betrachtung nicht noch schwieriger wird.
Die Mondphase würde dann …
So ist es wobei mich die Corioliskraft und ihre seltsamen Auswirkungen schon seit langem enorm faszinieren, wusstest du dass wegen der Corioliskraft die Eisenbahnschienen auf einer Seite weltweit mehr abgenutzt werden wie auf der anderen Seite oder auch die Windströmungen und Meeresströmungen werden von ihr beeinflusst… und noch vieles mehr. - Ja die Lichtgeschwindigkeit… ganz lustig wird es bei Warp-Geschwindigkeiten so entspricht Warp 5 etwa der 260 fachen Lichtgeschwindigkeit, man durchfliegt damit unser Sonnensystem in wenigen Sekunden…man stelle sich das vor, aber solange das Problem mit der Abschirmung der Antimaterie im Warpkern nicht gelöst ist und grössere Deuteriumvorkommen noch nicht gefunden sind bleibt dies Fantasie. Lieber Gruss, Patrickson 😊🌟🌄
Und auch mit Warp 5 würde im Durchschnitt nur alle paar Jahre ein Stern vorbeiziehen. Raumschiff Enterprise ist da ein wenig unrealistisch.
Stimmt ausnahmsweise nicht. Mit der üblichen Startrek Reisegeschwindigkeit von Warp 6 was etwa der 370 fachen Lichtgeschwindigkeit entspricht ist man in etwa 5 Tagen von der Erde aus beim nächsten Fixstern Alpha centauri und in etwa 20-30 Tagen erreicht man mit Warp 6 schon eine ganze Menge an Sternen und Planetensystemen wobei wegen den unterschiedlichen Raumkrümmungen in Folge der Gravitation die Warpgeschwindigkeit immer nur ungefähr angegeben werden kann so kann Warp 6 mal 390 fache Lichtgeschwindigkeit sein aber manchmal auch die 350 fache. Die absolute Warpgeschwindigkeit ist Warp 10, mit Warp 10 befindet man sich gleichzeitig an jedem Ort des Universums, die schnellsten Föderationsschiffe erreichen für kurze Zeit Warp 9.5 doch selbst mit Warp 9.5 dauert eine Reise vom Gamaquadranten der Milchstrasse zum Alphaquadanten stolze 70 Jahre, die „Voyager“ ist da bekanntlich seit einiger Zeit unterwegs. Geschwindigkeiten über Warp 10 entspringen allerdings den lebhaften Fantasien einiger Warpforscher und ab Warp 5 wird wahrscheinlich das Zeitkontinuum verändert was noch ungeahnte Folgen haben kann, doch das Wissen darüber ist aktuell noch sehr vage und am erforschen. - Ich finde die Startrek Technologie ist echt wissenschaftlich fundiert nach heutigem Wissen und keineswegs nur Fantasterei.
Theoretisch wirkt auf die Seite, die dem Erdmittelpunkt näher ist, eine größere Anziehungskraft. Das zu messen ist aber sehr schwierig, denn die Kraftunterschiede sind winzig.
Dazu kommt noch die Zentrifugalkraft: Die Seite, die bei rotierender Erde weiter weg von der Drehachse ist, erfährt eine größere Fliehkraft. Aber auch das ist ein sehr kleiner Effekt. Bei rotierenden schwarzen Löchern sind die auftretenden "Gezeitenkräfte" aber gigantisch.
Wenn auf der Erde eine Wippe bei Lagerung mit üblicher Reibung in die Richtung kippt, die weiter unten ist, ist sie nicht im Schwerpunkt aufgehängt. Sie ist in Ruhelage dann im instabilen Gleichgewicht. Hängt man sie z.B. oberhalb des Schwerpunktes auf, bewegt sie sich von selbst in die mittlere Position.
Die andere Seite ist weiter weg von der Erde.
Dort wirkt die Erdanziehungskraft weniger.
Keine Wippe ist im absoluten Gleichgewicht. Der Grund warum sie, wenn überhaupt, sich in einer Mittelstellung halten kann ist die Lagerreibung.
Diese Lagerreibung kann auch dafür sorgen, dass sich die Wippe in einer Endposition hält. Das Drehmoment der senkrechten Wippe ist nämlich kleiner als jenes der waagerechten Wippe womit die Lagerreibung dafür sorgt, dass sie sich nicht in stabile Ruhelage bewegt.
Wenn Manie Wippe oberhalb des Schwerpunkts lagert, schwingt sie in die Mittelposition und bleibt dort in stabilen Gleichgewicht.
Die Corioliskraft wirkt auf bewegte Objekte in rotierenden Koordinatensystemen. Die Wippe aus der Frage ist zwar ausgelenkt, aber nicht bewegt.