Mit einer Garnrolle sind bestimmt schon viele in Kontakt gekommen.Wahrscheinlich habt ihr dabei auch bemerkt, der kleine Haushaltsgegenstand kann es mächtig in sich haben, dass man ihn manchmal richtiggehend bändigen muss.Wohin springt er, wenn er aus der Hand fällt, abrollt und man versucht, ihn zurückzuziehen? Was geschieht mit der Rolle, wenn der Faden nach oben - also senkrecht - gezogen wird, was, wenn man sich auf die Höhe der Rolle begibt und so an einem fast waagerechten Faden zieht?
Wenn ihr keine Freunde von Handarbeiten seid,dann könnte die Garnrolle als physikalisches Studienobjekt intersessieren. In der Imaginata in Jena kann man das an einem erheblich vergrößerten Modell der Garnrolle probieren und beobachten was passiert, wenn man aus unterschiedlichen Richtungen an den Seil zieht.
Der Winkel zwischen Seil und Rolle wird dadurch verändert.Findet man den Punkt, an dem sich die Bewegung der Garnrolle beim Ziehen verändert? Sicher, aber ist das nun bei allen Garnrollen gleich?
Jedenfalls werdet ihr feststellen: Hält man das Seil oder das Garn flach und damit also den Zugwinkel klein, kommt die Rolle angeflitzt. Ist der Winkel besonders groß, wird also das Seil oder Garn nach oben gezogen, reißt die Rolle eher aus, also von der Person weg. Wenn man vorsichtig probiert,findet sich auch der Punkt, an dem die Rolle rutscht und weder vor noch zurück rollt. Hier ist die Grenze zwischen den Bewegungsrichtungen.
Die Physik erklärt dieses merkwürdige Verhalten der Garnrolle mit dem Wirken von Kräften ( Zugkraft und Drehbewegung ). In der Abbildung werden sie durch Pfeile verdeutlicht. Je nachdem, ob die Kraft, die durch das Ziehen an dem Seil oder Faden auf die Rolle einwirkt, vor, hinter oder genau am Auflagepunkt "P" auf die Rolle einwirkt, wird die Drehbewegung nach vorn oder hinten ausgelöst oder gestoppt. Probiert es mal aus.
Übrigens: Katzen erkennen diese Gesetzmäßigkeit nicht. Deshalb können sie stundenlang mit Garnrollen spielen und sind immer wieder überrascht. Ihr als Menschen aber, könnt die Rolle mit Physik überlisten.
Hautnah kann man dieses und viele andere Phänomene in der Imaginata Jena erleben.
Kontakt: info@imaginata.de