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Artikel: wackelstein

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Keltischer Wackelstein. Von Hand im Uhrzeigersinn angestossen, ändert der Wackelstein seine Drehrichtung selbst. Eine absolute Kuriosität.

Detailbeschreibung

Der keltische Wackelstein kann von Hand in eine Rechts-Drehung versetzt werden. Er bremst anschliessend ab, beginnt entlang seiner Längsachse auf- und abzuschaukeln und dreht sich am Schluss nach links.

Der keltische Wackelstein kann auch an einem Ende angetippt werden. Er wackelt und beginnt sich anschliessend nach links zu drehen.

Am besten funktioniert es auf einer glatten Oberfläche, z.B. auf einem Glas-Tisch.

Bleistift als Grössenvergleich.
Kurzer Film: Format avi, 1.5 MB

Hintergrundinformationen

Jeder starre Körper besitzt drei Hauptträgheitsachsen, die durch dessen Schwerpunkt gehen. Es gibt also (mindestens) drei Möglichkeiten, einen Körper in eine Drehmaschine einzuspannen, so dass er sich wie eine Ballerina ohne Unwucht kreiselartig drehen kann.

Er sieht zwar auf den ersten Blick symmetrisch aus, ist es aber nicht. Beim Wackelstein stimmen die Richtungen der Hauptträgheitsachsen nicht mit den geometrischen Symmetrieachsen überein und eine der Trägheitsachsen führt etwas schräg durch dessen plane Oberfläche. Dies wird durch eine leicht asymmetrische Massenverteilung hervorgerufen: die Rundung der Unterseite kann etwas schief sein, es können Gewichte unsichtbar eingelassen sein, oder die Gewichte sind als "Dekoration" getarnt.

Beispiel: Schräge Rundung der Unterseite.  Der hier angebotene Wackelstein basiert auf diesem Prinzip.
Beispiel: Eingebaute Gewichte.
Beispiel: Gewichte sind als "Dekoration" getarnt.

Animation: 

Eine mathematisch möglichst exakte Erklärung ist nur mittels komplizierter, unanschaulicher Kreiselgesetze möglich und es gibt eine Fülle von Veröffentlichungen. Die erste wissenschaftliche Untersuchung stammt aus dem Jahr 1896 von G. T. Walker ("On a dynamical top", in: "Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics 28, 175-184"). Im Oktober 1979 gab es eine detaillierte Beschreibung der Asymmetrie und die sich daraus ergebende Kehrtwendung in Jearl Walker's Kolumne "The Amateur Scientist" in "Scientific American". Eine genaue Untersuchung fand 1986 durch Hermann Bondi und Mont Hubbard statt ("The rigid body dynamics of unidirectional spin", in: "Proceedings of the Royal Society London, A405, 265-274") .

Andere Bezeichnungen: Kelt, Wackelholz, Keltisches Wackelholz, Rattleback.

Lieferumfang

• Wackelstein