Die beschleunigte Sanduhr – Einwirkung äußerer Kräfte auf den Fluss granularer Materie

Johannes Staude, Joachim S. Haupt, Volkhard Nordmeier

Abstract


Die Einwirkung äußerer Kräfte auf die Laufzeiten von Sanduhren wurde experimentell untersucht. Dabei wurde eine Sanduhr unterschiedlichen Schwingungs- und Rotationsbewegungen ausgesetzt. Während bei der Schwingung der Uhr quer zur Sandflussrichtung nur leichte Laufzeitverkürzungen festzustellen waren, wurden in frei hängender Rotation erstaunliche Durchflussraten erreicht. Die Ursprungslaufzeiten konnten auf weniger als 5% minimiert werden. Die Erklärung dieses Phänomens stößt an die Grenzen des üblichen Modell der Kraftbrücken, das sich z. B. beim Stauverhalten granularer Materie als Erklärungsmodell bewährt hat. Hier handelt es sich um ein eindrucksvolles Experiment, das mit einfachen Mitteln auch durch Schüler_innen durchgeführt werden kann.

Schlagworte


Granulare Materie; Nichtlinearen Physik; Sanduhr; Laufzeit; Sand; Kraftbrücken;



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