Aufbau und Gestaltung von Demonstrationsexperimenten zu ...

4 Messungen und Auswertungenunter Berücksichtigung von Reibungseffekten gleichmäßig auf beide Schwungräder verteiltund somit die in dieser Situation noch vorhandene Drehbewegung der Räder inRichtung des zu Beginn schneller rotierenden Objekts erklärt.4.3.2. Schwungräder unterschiedlicher TrägheitsmomenteFür eine phänomenologische Wissenserweiterung bezüglich des Trägheitsmoments wirdin den beiden nachfolgenden Experimenten ein Schwungrad vom Typ 1 mit den beidenRädern des Modells 2 und 3 über die Rutschkupplung verbunden. Vor dem Zusammenführender Räder werden beide Objekte in Drehung versetzt. Ihre Rotationensollen in entgegengesetzte Drehrichtungen, aber mit betraglich gleich großen Winkelgeschwindigkeitenerfolgen.(a) Kopplung: Rad Typ 1 mit Rad Typ 2Für die Durchführung des Experiments wurde das Schwungrad vom Typ 1 mit deraus den Flügeln aufgebauten Kupplungshälfte versehen, während das zweite Rad mitdem anderen Verbindungselement ausgestattet wurde. Die Untersuchung des Drehverhaltensbeider Schwungräder erfolgte für Anfangsdrehzahlen mit 2, 3, 4, 5, und 6Umdrehungen pro Sekunde.Hinweise zur DurchführungUm für den zuvor beschriebenen Kupplungsvorgang eine betraglich übereinstimmendeAnfangsdrehzahl der beiden Räder zu realisieren, hat es sich in den getätigten Messreihenals günstig erwiesen, beide Objekte zunächst mit einer höheren Winkelgeschwindigkeitals für die Messung beabsichtigt zu versehen und dann durch Abbremsen derRäder die gewünschte Drehzahl einzustellen.Beobachtungen und MessergebnisseWenn die beiden Räder mit der für sie vorgeschriebenen Winkelgeschwindigkeit versehenund dann über die Rutschkupplung miteinander verbunden wurden, ist wie beiden vorherigen Experimenten zu beobachten, dass die Flügel nach einer gewissen Zeitin die für sie vorgesehenen Vertiefungen einhaken. Die Länge dieses Einkupplungsvorgangswird durch die Anfangsdrehzahlen der beiden Räder bestimmt und steigt mithöheren Umlauffrequenzen an. Nach dem Einhaken der Flügelelemente zeichnen sichbeide Räder durch eine identische Drehbewegung aus, für die eine betraglich deutlichkleinere Drehzahl als vor dem Einkuppeln registriert werden kann. Der Drehsinn derbeiden Objekte stimmt für alle Anfangsdrehzahlen mit der ursprünglichen Drehrichtungdes Schwungrads vom Typ 1 überein.Um diese Beobachtungen anhand von Messwerten zu belegen, sind in Tabelle 4.17einige Daten aufgeführt. Eine Auflistung aller aufgenommener Messdaten findet sich80