Sahneantrieb bei Keksen

Jetzt wird es lecker. Wir experimentieren mit Doppelkeksen und Sprühsahne. Und da wir das nicht als reines Experimentiermaterial verschwenden möchten, darf nachher alles aufgegessen werden.

Man lege einen Doppelkeks auf eine glatte Fläche (Tisch). Dann sprüht man die Sahne schräg auf den Keks. Man muss ein bissl experimentieren, bis man den richtigen Winkel der Sahne und die richtige Stelle auf dem Keks gefunden hat und sich der Keks endlich wie gewünscht dreht.

Warum ist das so? Wir haben dazu ein kleines Erklärvideo mit Geogebra erstellt. Der Keks dreht sich durch die Kraft die die Sahne auf ihn ausübt. Die Sahne strömt aus der roten Düse. Darauf ist ein Pfeil. Der stellt die Kraft der Sahne auf den Keks dar. Diese Kraft teil sich in zwei Teile auf, die ich jetzt mal Schiebekraft und Drehkraft nenne. Diese beiden stehen senkrecht aufeinander. Die Schiebekraft versucht, den Keks wegzuschieben. Das klappt so nicht, weil die Reibung zu groß ist.
Wenn der Keks ein bisschen gewölbt ist, liegt er nur auf einem Punkt in der Mitte auf. Dadurch lässt er sich leicht drehen.

Bei der Drehkraft ist es ja so, dass wir das Drehmoment, also die Drehkraft mal den Hebelarm, betrachten müssen. Das ist hier grün dargestellt. Ist nun das Drehmoment gegenüber der Schiebekraft groß, dreht sich der Keks. Und zwar immer schneller je näher die Düse an den Auflagepunkt heran kommt. Ganz nah am Auflagepunkt geht es aber nicht mehr.

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