Phänomenta: staunen – forschen – begreifen

 

Gleiche-Zeiten-Bahn
Kommen die Kugeln gleichzeitig an? Ist es egal, von welcher Position die Kugeln starten?

Sieht man von der Reibung ab, so brauchen im freien Fall alle Gegenstände die gleiche Zeit, bis sie - in gleicher Höhe losgelassen - den Boden erreichen. Rollen Kugeln auf einer schräg gestellten Bahn abwärts, so wird die Kugel, die weiter unten startet, natürlich zuerst ankommen. Ist die Bahn aber richtig gekrümmt, so kommen die Kugeln immer gleichzeitig am Ende an, egal wo sie (gleichzeitig) losgelassen werden.

Die Bahnen haben die Form einer Zykloiden (genauer: einer Brachistochronen). Für kleine Entfernungen funktioniert dies auch mit einfachen Kreisbögen. Der Effekt ist der gleiche wie bei einem Pendel: Bei kleinen Auslenkungen ist die Zeit für eine Schwingung von der Schwingungsweite unabhängig.

Zum Weiterklicken: Bernoulli und das Brachistochronenproblem


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