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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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 muellermilch Verfasst am: 26. Sep 2022 17:51 Titel: Abschussrampe mit Magneten - von Gilles Charles |
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Hallo zusammen,
vorab, unten findet ihr das entsprechende Projekt und das Video dazu.
Ich habe die Abschussrampe von Gilles Charles nachgebaut und weitere kleine Experimente gemacht.
Ich würde nun gerne phyiskalisch verstehen, warum die Magnetkugel sich nicht unendlich um die Bahn dreht. (siehe Video)
Ich verstehe ja, das die Magnetkugel vom tiefsten Anziehungspunkt der Magnete angezogen wird, würde ich also alle Magente in der Bahn maßgenau anordnen, gäbe es doch keinen tiefsten Anziehungspunkt oder ?
https://www.supermagnete.de/project68.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=MMmqVDbScAY
LG Steven
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 27. Sep 2022 09:44 Titel: |
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| Zitat: | | Ich verstehe ja, das die Magnetkugel vom tiefsten Anziehungspunkt der Magnete angezogen wird, würde ich also alle Magente in der Bahn maßgenau anordnen, gäbe es doch keinen tiefsten Anziehungspunkt oder ? |
Wenn es keinen tiefsten Punkt mehr gibt, wird die Kugel auch nicht mehr von ihm angezogen. D.h. sie setzt sich gar nicht erst in Bewegung.
Es ist, als wollte man eine in ein Tal rollende Kugel dazu bringen, wieder an den Ausgangspunkt zu rollen. Wenn man die Rollstrecke immer flacher baut, bleibt die Kugel irgendwann einfach liegen.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 27. Sep 2022 14:52 Titel: |
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| Zitat: | Wenn es keinen tiefsten Punkt mehr gibt, wird die Kugel auch nicht mehr von ihm angezogen. D.h. sie setzt sich gar nicht erst in Bewegung.
Es ist, als wollte man eine in ein Tal rollende Kugel dazu bringen, wieder an den Ausgangspunkt zu rollen. Wenn man die Rollstrecke immer flacher baut, bleibt die Kugel irgendwann einfach liegen. |
Hallo Frankx, das klingt logisch! Danke!
Beim Experimentieren der Abschussrampe ist mir aufgefallen, dass die Magnetkugel immer ein paar cm weiter rollt als die letzte Position der Magneten, bevor sie wieder zurück rollt und iwann in der Mitte stehen bleibt bzw. am tiefsten Punkt.
Wenn ich nun eine Abschirmung (z.B. Mu-Metall) genau an diesem letzten Punkt einbaue, ist die Kraft dann in vorwärtsrollende Richtung größer, als die Kraft zurück, sodass die Magnetkugel auf der Rampe weiter rollt ?
Sollte das funktionieren, würde ich doch theoretisch immer wieder ein neues Tal erschaffen. Ich "schneide" ein kleines Stück vom Magnetfeld ab.
Mal sehen, ob ich das schaffe iwie nachzubauen.
LG Steven
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 27. Sep 2022 15:49 Titel: |
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| Zitat: | | Beim Experimentieren der Abschussrampe ist mir aufgefallen, dass die Magnetkugel immer ein paar cm weiter rollt als die letzte Position der Magneten, bevor sie wieder zurück rollt und iwann in der Mitte stehen bleibt bzw. am tiefsten Punkt. |
Das ist die Massenträgheit der Kugel.
| Zitat: | | Wenn ich nun eine Abschirmung (z.B. Mu-Metall) genau an diesem letzten Punkt einbaue, ist die Kraft dann in vorwärtsrollende Richtung größer, als die Kraft zurück, sodass die Magnetkugel auf der Rampe weiter rollt ? |
Magnetfeldlinien können durch eine Abschirmung nicht "abgeschnitten " werden. Sie werden nur verformt.
Du müsstest die Abschirmung beweglich gestalten und kurz nach Passage der Kugel wie ein Tor schließen.
Blöderweise benötigt man zum Einbringen der Abschirmung (Verformung der Magnetfeldlinien) gerade die Energie, die man braucht, um die Kugel wieder zum Ursprung zu bringen (Reibungsverluste nicht berücksichtigt).
Das wäre meine laienhafte Erklärung.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 27. Sep 2022 16:52 Titel: |
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| Zitat: | | Das ist die Massenträgheit der Kugel. |
Die Massenträgheit der Kugel würde sich mit der Erdanziehungskraft verstärken, wenn ich das so baue, dass die Kugel von oben nach unten rollt, richtig?
| Zitat: | Magnetfeldlinien können durch eine Abschirmung nicht "abgeschnitten " werden. Sie werden nur verformt.
Du müsstest die Abschirmung beweglich gestalten und kurz nach Passage der Kugel wie ein Tor schließen.
Blöderweise benötigt man zum Einbringen der Abschirmung (Verformung der Magnetfeldlinien) gerade die Energie, die man braucht, um die Kugel wieder zum Ursprung zu bringen (Reibungsverluste nicht berücksichtigt).
Das wäre meine laienhafte Erklärung. |
Ich danke dir. Darüber mache ich mir mal Gedanken!
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 27. Sep 2022 17:00 Titel: |
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| Zitat: | | Die Massenträgheit der Kugel würde sich mit der Erdanziehungskraft verstärken, wenn ich das so baue, dass die Kugel von oben nach unten rollt, richtig? |
Dann wird es dafür noch schwieriger, die Kugel wieder an den Ausgangspunkt zu bringen, weil man dann zusätzlich einen Höhenunterschied überwinden muss.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 27. Sep 2022 17:12 Titel: |
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| Frankx hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Die Massenträgheit der Kugel würde sich mit der Erdanziehungskraft verstärken, wenn ich das so baue, dass die Kugel von oben nach unten rollt, richtig? |
Dann wird es dafür noch schwieriger, die Kugel wieder an den Ausgangspunkt zu bringen, weil man dann zusätzlich einen Höhenunterschied überwinden muss.
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Den Höhenunterschied überwinde ich mit der Magnetkugel und den Magneten.
Ich baue die Rampe wie ein Rad quasi.
Wie hier zu sehen https://www.youtube.com/watch?v=Pxy8phi6I74
(Ja ich weiß du magst YouTube Videos nicht, aber anders kann ich es dir nicht zeigen.)
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 04. Okt 2022 12:26 Titel: |
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Weiter geht's.
Meine Fragen die ich mir nun zu der Magnetrampe stelle, sind folgende:
Wie lang kann eine Magnetrampe sein? Könnte ich sie theoretish unendlich lang bauen oder gibt es eine Grenze, wann die Kugel wieder zurück will?
Ich stelle mir ein Rollband vor, auf der die Kugel rollt und nie zum Ende kommt. Würde das funktionieren bzw. was würde passieren? Wo bleibt die Kugel stehen?
Desweiteren findet ihr im Bild eine Zeichnung, das eine geschlossene Magnetrampe darstellt bzw. nicht komplett geschlossen ist.
Was ich nun testen möchte, ist, ob es ein Ungleichgewicht im Bergauf und Bergabrollen gibt. Welche Höhe ist möglich mit der Magnetrampe? Ist die Kraft nach unten größer und wann bricht die Kugel durch das Magnetfeld und rollt bzw. fällt weiter?
Hat dazu jemand vllt iwelche Tests gefunden?
Ich warte noch auf Materialien und teste es dann.
| Beschreibung: |
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MagnetrampeTest.jpg |
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 04. Okt 2022 20:59 Titel: |
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Tatsächlich konnte ich schon den ersten Mini-Erfolg verbuchen.
Die Kugel rollt ohne Probleme nach oben und sogar ca. 1 cm weiter über den letzten Magneten.
Bei der Abwärtsbewegung rollt die Kugel tatsächlich deutlich weiter. 3 - 4 cm unter dem letzten Magneten. Bei jedem 2 - 3 Versuch fiel die Kugel sogar auf den Boden!
Wie vermutet gibt es also ein Ungleichgewicht zwischen der Auf und Abwärtsbewegung.
Die Magnete lagen nicht perfekt wie sie sollten, und dennoch sah es schon mal gut aus.
Es gibt also noch genügend Spielraum und Verbesserungsmöglichkeiten.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 06. Okt 2022 11:37 Titel: |
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Das Bild zeigt die entsprechende Abschussrampe und die Anordnung der Magneten und ein Ringmagnet.
Meine Frage ist, ob es auch mit Ringmagneten funktioniert?
Würde sich die Kugel durch die Mitte bewegen?
| Beschreibung: |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 07. Okt 2022 08:57 Titel: |
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| Zitat: | | Das Bild zeigt die entsprechende Abschussrampe und die Anordnung der Magneten und ein Ringmagnet. |
Die eingetragenen Feldlinien am Ringmagnet passen imho nicht.
So ein Ringmagnet muss auch erst mal hergestellt (d.h. magnetisiert) werden.
Das passiert üblicherweise durch Anlegen eines äußeren (elektrisch erzeugten) Magnetfeldes. Nach diesem äußerem Magnetfeld richten sich die Weißschen Bezirke aus.
Versuche mal, die Ausrichtung der Weißschen Bezirke darzustellen und daraus den Verlauf der äußeren Feldlinien herzuleiten.
Das Einfärben der beiden Hälften Rot und Blau reicht bei deinem Ringmagnet nicht aus, oder würde andere Feldlinien erzeugen.
Abgesehen davon gibt es auch für Ringmagnete im Handel sehr unterschiedliche Magnetisierungen.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 08. Okt 2022 15:56 Titel: |
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Ja ich hatte das Bild so bei Google gefunden. Ob die Feldlinien stimmen oder nicht, wusste ich nicht. Es soll aber genau so ein diametral magnetisierter Ring sein.
Ich finde dazu im Netz nicht so richtig, wie die Feldlinien für so ein Ring aussehen. Aber wie ich gesehen habe, sind diese Ringe eher selten. Ich bleibe also erstmal bei meinen Würfelmagneten.
Danke.
| Beschreibung: |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 09. Okt 2022 00:08 Titel: |
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Wie schon angedeutet, die Einfärbung der beiden Hälften des Ringes als Darstellung von Nord und Süd ist stark vereinfacht, bzw. eigentlich falsch.
Genau genommen gilt das auch für die Darstellung von üblichen Blockmagneten, aber da spielt es für die Praxis meist keine so große Rolle.
Bei einem idealem Blockmagnet dürften nur die beiden gegenüberliegenden Stirnseiten eingefärbt werden, weil da die Feldlinien ein- bzw. austreten.
An den Seitenflächen treten keine Feldlinien ein bzw. aus. und sie dürften damit keine Einfärbung erhalten.
In der obigen Skizze sind die Blockmagnete richtig dargestellt.
Nun kannst du dir überlegen, wie das bei einem idealen Ringmagnet insbesondere im Loch aussehen sollte und dann erklärt sich auch, wie dort der Feldlinienverlauf im Idealfall aussieht.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3392
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 09. Okt 2022 14:48 Titel: |
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Also kann ich davon ausgehen, dass die meisten Blockmagnete so aussehen. (siehe Bild) Ideale Blockmagnete gibt es dann eher seltener bzw. werden anders hergestellt?
Doch welche sind die besten für die Abschussrampe? Ideale Blockmagnete stoßen sich dementsprechend nicht seitlich ab bzw. weniger, oder? Also wenn ich die Magnete so wie oben bei der Abschussrampe platziere. Dann liegen die N/S Seiten ja immer nebeneinander.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 09. Okt 2022 18:05 Titel: |
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| Zitat: | Wenn es keinen tiefsten Punkt mehr gibt, wird die Kugel auch nicht mehr von ihm angezogen. D.h. sie setzt sich gar nicht erst in Bewegung.
Es ist, als wollte man eine in ein Tal rollende Kugel dazu bringen, wieder an den Ausgangspunkt zu rollen. Wenn man die Rollstrecke immer flacher baut, bleibt die Kugel irgendwann einfach liegen. |
Wenn ich die Abschussrampe rund baue und ich schneide etwas von der Abschussrampe ab bzw. etwas vom Tal (also keine Magnete), und die Kugel springt rüber das abschnittene, wo bleibt sie dann stehen oder rollt sie dann weiter ?
Denn den Sprung von einem Tal zu einem neuen Tal habe ich gerade geschafft!
Damit sollte doch ein endloser Kreislauf möglich sein?!
| Beschreibung: |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 09. Okt 2022 20:25 Titel: |
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| Zitat: | | Bei den üblichen Blockmagneten ist man vom idealen Bauteil vergleichsweise weit entfernt. In den Eisenspänebildern sieht man deutlich, dass auch am Rand Feldlinien ein- und austreten: |
Das steht außer Frage.
Mir geht es aber primär um den Punkt, ob der Innenring am Ringmagnet die gleiche Färbung wie am Außenring (der gleichen Hälfte ) hat, so wie es in der Skizze dargestellt wurde.
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 09. Okt 2022 20:28 Titel: |
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| Zitat: | | Damit sollte doch ein endloser Kreislauf möglich sein?! |
Wenn du das schaffst, kannst du auch eine ringförmige Straße bauen, die immer nur bergab geht.
Das hat bisher nur einer geschafft: M.C. Escher
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 09. Okt 2022 21:13 Titel: |
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Du hast also keine plausible Erklärung dafür, warum es nicht gehen sollte? 
Ich verändere das Magnetfeld und gaukel der Kugel vor in ein neues Tal zu rollen, obwohl es das gleiche Tal ist. Woher soll die Kugel aber das wissen?
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 09. Okt 2022 22:09 Titel: |
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| muellermilch hat Folgendes geschrieben: | Du hast also keine plausible Erklärung dafür, warum es nicht gehen sollte?
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Energieerhaltungssatz?
| muellermilch hat Folgendes geschrieben: |
Beim Experimentieren der Abschussrampe ist mir aufgefallen, dass die Magnetkugel immer ein paar cm weiter rollt als die letzte Position der Magneten, bevor sie wieder zurück rollt und iwann in der Mitte stehen bleibt bzw. am tiefsten Punkt.
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rollt die auch weiter hinter die Magnete, als der Abstand vor den Magneten, an dem Du die losgelassen hast?
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 09. Okt 2022 22:57 Titel: |
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| Zitat: |
rollt die auch weiter hinter die Magnete, als der Abstand vor den Magneten, an dem Du die losgelassen hast? |
Guter Punkt! Es gibt noch vieles, was ich beachten muss! Wenn die Kugel von oben nach unten rollt, also abwärts, dann rollt sie weiter weg als die Startentfernung. Es gilt aber noch herauszufinden, wie hoch ich mit der Kugel komme. Aktuell schaffe ich 17 cm vom Boden entfernt. Das erste Magnet paar beginnt 3 cm weiter. Die Kugel schafft das letzte Magnetpaar nicht komplett und rollt dann zurück. Allerdings sind die Magnete nicht ideal angeordnet und ausgerichtet. Ich teste das zurzeit an einem blöden Schuhanzieher, weil ich noch nichts anderes habe. Aber da halten die Magnete halt super. Das heißt ich verliere auch Kraft, weil ich z. B. nicht Alu nutze sondern Metall welches Magnete anzieht, richtig?
Desweiteren gilt es noch herauszufinden, welche Magnete am besten sind, ob ich unterschiedliche Größen nehmen kann und so weiter und so fort.
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 10. Okt 2022 09:27 Titel: |
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| Zitat: | | Du hast also keine plausible Erklärung dafür, warum es nicht gehen sollte? |
Du solltest eine plausible Erklärung haben, weshalb es funktionieren sollte.
| Zitat: | | Ich verändere das Magnetfeld und gaukel der Kugel vor in ein neues Tal zu rollen, obwohl es das gleiche Tal ist. Woher soll die Kugel aber das wissen? |
Jede Veränderung des Magnetfeldes erfordert Energie. Da kannst du die Kugel auch gleich mit der Hand auf das Ausgangsniveau heben.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 10. Okt 2022 10:11 Titel: |
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| Zitat: | | Du solltest eine plausible Erklärung haben, weshalb es funktionieren sollte. |
Okay, gehen wir davon aus, dass die Kugel den Sprung nicht von alleine schafft. Ich führe diesen Sprung immer manuell durch. Ich gebe der Kugel immer am Ende von dem Tal einen Schubs, damit sie über die Lücke zum nächsten Tal rüberspringt und wieder exakt da hin rollt, wo ich die Kugel wieder anschubse - und immer so weiter. Dann habe ich einen Kreislauf, richtig?
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 10. Okt 2022 11:45 Titel: |
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| Zitat: | | Dann habe ich einen Kreislauf, richtig? |
Das wäre aber trivial.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 13. Okt 2022 10:20 Titel: |
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| Zitat: | | Das wäre aber trivial. |
Richtig, und jetzt stell dir vor, die Kugel schafft den Sprung der Lücke aufgrund der Gewichtskraft. Ist sie stärker als die Anziehungskraft der Magneten, fällt die Kugel. Das habe ich mir etwas genauer angeschaut.
Tatsächlich muss ich zugeben, dass mir beim Testen mit der Rampe nun wirklich bewusst geworden ist, was Kraftverlust bzw. Energieverlust bedeutet.
Aber noch gebe ich nicht auf!
Kommen wir nun zu einem weiteren Test. Schaut euch dazu das Bild an.
Ich habe die Rampe senkrecht hingestellt, damit die Kugel von oben nach unten rollt. Ich habe die Kugel immer an den ersten Magneten gehalten (rote Linie) und dann losgelassen. Die Kugel schießt nach unten und rollt etwas weiter von den Magneten weg und wird dann von dem Metallband (grüner Bereich) angezogen, dadurch überspringt die Kugel die Lücke (ca. 1 - 2 cm groß) und schafft den Weg zu den Magneten nicht mehr zurück. Das Metallband schafft es nicht die Kugel, aufgrund der Gewichtskraft, zu halten und fällt daraufhin auf den Boden. Ja, genau so ist es passiert! Ich muss nun immernoch herausfinden, wie hoch ich die Rampe bauen kann. Das die Kugel nach oben rollt, hat Gilles Charles ja mit seiner Rampe schon bewiesen, und das nicht gerade langsam.
Habt ihr Meinungen dazu bzw. Fehler gefunden?
| Beschreibung: |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 13. Okt 2022 19:28 Titel: |
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| Zitat: | | dadurch überspringt die Kugel die Lücke (ca. 1 - 2 cm groß) und schafft den Weg zu den Magneten nicht mehr zurück. |
| Zitat: | | Das die Kugel nach oben rollt, hat Gilles Charles ja mit seiner Rampe schon bewiesen, |
Meinst du nicht, dass es einen Unterschied macht, ob die Kraft aus dem Magnetfeld und Schwerkraft in gleiche Richtung wirken, oder entgegengesetzt?
In deinem Versuch überwindet Kugel die Lücke mit der Schwerkraft. Das kann durchaus funktionieren. Bei Gilles müsste sie das gegen die Schwerkraft tun.
Es hat seinen Grund, weshalb Gilles die Stahlkugel am Ende der Magnetstrecke gegen eine Glaskugel stoßen lässt. Die Stahlkugel wäre nicht in der Lage das Magnetfeld zu verlassen. So kann sie aber ihren Impuls an die Glaskugel weitergeben.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 13. Okt 2022 20:16 Titel: |
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| Zitat: |
Meinst du nicht, dass es einen Unterschied macht, ob die Kraft aus dem Magnetfeld und Schwerkraft in gleiche Richtung wirken, oder entgegengesetzt?
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Diesen Satz verstehe ich gerade nicht so richtig. Also mir ist klar, dass ich unterschiedliche Kräftewirkungen habe. Die Kugel kommt nicht so weit nach oben wie nach unten, dennoch scheint die Kraft des Magnetfeldes auszureichen, um eine gewisse Höhe zu überwinden.
| Zitat: |
In deinem Versuch überwindet Kugel die Lücke mit der Schwerkraft. Das kann durchaus funktionieren. Bei Gilles müsste sie das gegen die Schwerkraft tun.
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Tatsächlich überwindet die Kugel NICHT die Lücke aufgrund der Schwerkraft, sondern wegen der zusätzlichen Anziehungskraft des Metallbandes. Lasse ich das Metallband weg, rollt die Kugel ein kleines Stück nach oben und bleibt stehen. Das heißt doch, ohne das Metallband, ist das Magnetfeld stärker als die Schwerkraft, richtig?
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 14. Okt 2022 15:34 Titel: |
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| Zitat: | | Tatsächlich überwindet die Kugel NICHT die Lücke aufgrund der Schwerkraft, sondern wegen der zusätzlichen Anziehungskraft des Metallbandes. Lasse ich das Metallband weg, rollt die Kugel ein kleines Stück nach oben und bleibt stehen. Das heißt doch, ohne das Metallband, ist das Magnetfeld stärker als die Schwerkraft, richtig? |
Du hast einen Versuchsaufbau mit verschiedenen, sich überlagernden Magnetfeldern und zusätzlicher Überlagerung durch das Gravitationsfeld.
Dadurch ergibt sich ein etwas unübersichtlicher Kraftverlauf. Um die Arbeit bzw. Energie über einen beliebigen geschlossenen Pfad zu betrachten, müsste man diesen Kraftverlauf über den Weg vektoriell integrieren.
Man könnte aber diese unterschiedlichen überlagerten Felder, jedes für sich betrachten, die Kugel über den geschlossenen Pfad (z.B. Ring) durch jedes dieser Felder führen und die verrichtete bzw. gewonnene Arbeit betrachten.
Zum Schluss addiert man einfach die geleistete/gewonnene Energie der einzelnen Felder auf und man erhält ein Ergebnis für den gesamten Versuchsaufbau.
Dieses Verfahren nennt man Superposition.
Nun ist es aber so, dass sich die klassischen statischen Felder (Magnetfeld der Permanentmagneten, Gravitationsfeld der Erde) genau dadurch auszeichnen, dass das Integral der Kraft über einer geschlossenen Kurve gerade Null ist.
D.h. für jedes der sich überlagernden Felder gilt, die im Feld abgegebene, bzw. gewonnene Arbeit ist bei Bewegung des Probekörpers über einen geschlossenen Pfad gleich Null.
Somit ergibt sich auch in der Summe Null.
Da aber in der Realität zusätzlich Reibverluste auftreten, wird die Kugel nach einem Umlauf nicht mehr so viel Energie haben, wie am Anfang und früher oder später zur Ruhe kommen.
Einen vollständigen Umlauf deiner Kugel wirst du also nur schaffen, wenn du ihr am Anfang einen entsprechend großen Anstoß gibst, um die Reibverluste auszugleichen.
Ganz sicher wird es so keinen dauerhaften Umlauf geben.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 14. Okt 2022 17:09 Titel: |
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| Zitat: | | D.h. für jedes der sich überlagernden Felder gilt, die im Feld abgegebene, bzw. gewonnene Arbeit ist bei Bewegung des Probekörpers über einen geschlossenen Pfad gleich Null. |
Danke für deine umfangreiche Erklärung.
Ab wann gilt denn ein geschlossener Pfad als geschlossen?
Da ich ja eine Lücke zwischen den Start- und End - Magneten habe, habe ich doch theoretisch garkeinen geschlossenen Pfad?
Als Beispiel besitzt meine "geschlossene Rampe" 80% Magneten, 5% Metallband und 15% Lücke/Nichts. Theoretisch könnte ich die Magnetkugel auch in einen Trichter fallen lassen. Dann wäre meine Rampe sogar offen und nicht verbunden.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3392
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| ML Verfasst am: 14. Okt 2022 19:25 Titel: |
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Hallo,
| muellermilch hat Folgendes geschrieben: |
Ab wann gilt denn ein geschlossener Pfad als geschlossen?
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Ein geschlossener Pfad gilt immer als geschlossen. 
Ein (beliebiger) Pfad gilt als geschlossen, wenn Anfangs- und Endpunkt übereinstimmen - ohne Lücke.
Viele Grüße
Michael
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 14. Okt 2022 20:05 Titel: |
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Wenn ich also die Rampe so baue (siehe Bild), habe ich am Ende eine Kraft von Null und nicht den gleichen Effekt, wie wenn ich die Kugel gleich von oben nach unten rollen lasse?
Verstehe ich das richtig?
(Warum zeigt er dieses Mal nicht das Bild an?)
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 15. Okt 2022 00:03 Titel: |
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Es geht nicht darum, wie du die Magnete anordnest oder die Form der Magnetfelder (statisch) beeinflusst. Die Magnetfelder werden zwar mit zunehmender Entfernung schwächer, aber nicht einfach abgeschnitten.
Sobald der Kreislauf geschlossen wird, d.h. du die Kugel auf irgendeinem Weg wieder an den Ausgangspunkt bringst (und das ist ja dein Ziel), dann ist nicht die Kraft gleich Null, sondern die auf dem gesamten Umlauf verrichtete, bzw. gewonnene Arbeit.
Es ist wie im Gravitationsfeld der Erde. Wenn man eine Probemasse irgendwie bergab rollen lässt und anschließend wieder auf die Bergspitze zum Ausgangspunkt bringt, ist es egal, wie der Weg hinab oder hinauf aussieht, oder ob man unterwegs noch andere Berge oder Täler besucht.
Entscheidend ist, dass der Startpunkt = Endpunkt der Reise ist und damit die Hubarbeit im Gravitationsfeld gleich Null ist. Unter Berücksichtigung der Reibung ist es ein Verlustgeschäft.
Analog verhält es sich mit den Magnetfeldern der einzelnen Permanentmagneten.
Damit bleibt auch die Summe der Arbeit aus den Überlagerungen der einzelnen Felder gleich Null, bzw. mit Reibung ein Verlustgeschäft. Da kannst du den Weg der Kugel noch so kompliziert machen. Die Felder haben keine "Lücken".
Wenn man natürlich an Stelle von Permanentmagneten steuerbare Elektromagnete verwendet, dann ist es einfach, die Magnetfelder im richtigen Moment ab- oder anzuschalten. Die Magnetfelder sind dann aber nicht mehr statisch.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 15. Okt 2022 10:41 Titel: |
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| Zitat: | Damit bleibt auch die Summe der Arbeit aus den Überlagerungen der einzelnen Felder gleich Null, bzw. mit Reibung ein Verlustgeschäft. Da kannst du den Weg der Kugel noch so kompliziert machen. Die Felder haben keine "Lücken".
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Das will mir nicht einleuchten. Verstehe ich nicht. Wenn ich die Kugel am Ende auffange und manuell wieder zum Startpunkt bringe, rollt sie doch auch wieder los. Warum soll das nicht passieren, wenn die Kugel alleine zurück zum Startpunkt rollt, nachdem sie das Magnetfeld verlassen hat? Ich "resete" das ganze System doch. Die Kugel fällt doch trotzdem, obwohl ein Magnetfeld in der Nähe ist. Diese Theorie verstehe ich nicht. Ich muss das in der Praxis sehen.
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 15. Okt 2022 12:56 Titel: |
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| Zitat: | | Das will mir nicht einleuchten. Verstehe ich nicht. Wenn ich die Kugel am Ende auffange und manuell wieder zum Startpunkt bringe, rollt sie doch auch wieder los. |
Weil du Arbeit an ihr verrichtest.
| Zitat: | | Warum soll das nicht passieren, wenn die Kugel alleine zurück zum Startpunkt rollt, |
Weil sie nicht allein zum Startpunkt rollen wird.
| Zitat: | | nachdem sie das Magnetfeld verlassen hat? |
Das Magnetfeld kann sie nicht verlassen, weil das Magnetfeld nicht einfach zu Ende ist. Ein Magnetfeld hat eine unendliche Ausdehnung, es wird nur mit zunehmendem Abstand immer schwächer.
Du betrachtest immer die Überlagerung der Magnetfelder mit dem Gravitationsfeld.
Lass einfach mal die Gravitation beiseite indem du deinen Umlauf auf einer horizontalen Bahn ohne Höhenunterschiede gestaltest.
Du wirst sehen, dass die Kugel keinen vollen Umlauf schafft, egal wie du die Magnete oder Metallplatten anordnest (es sei denn, du gibst der Kugel am Anfang einen entsprechend großen Startimpuls).
Dann baust du eine Bahn, ohne Magnete, aber mit Höhenunterschieden (Berg-Tal-Bahn).
Auch hier wird die Kugel keinen vollen Umlauf schaffen.
Weshalb sollte die Kugel bei einer Überlagerung der beiden Bahnen plötzlich den Umlauf schaffen?
| Zitat: | | Diese Theorie verstehe ich nicht. |
Ich kann es dir erklären, aber nicht für dich verstehen.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 15. Okt 2022 15:39 Titel: |
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| Zitat: | Ich kann es dir erklären, aber nicht für dich verstehen.
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Das ist sehr nett von dir, dass du versucht mir das zu erklären. Ich würde es gerne verstehen, aber meine Birne schafft es nicht. Ich muss es in der Praxis sehen um es zu verstehen oder besser gesagt es zu akzeptieren, dass es so ist wie es ist. Mir sind ein paar Dinge eingefallen, die ich nun erstmal testen möchte.
Desweiteren habe ich noch eine Frage. Ist es möglich eine Balance zwischen zwei anziehenden Kräften zu finden? Ich würde gerne den Verlust der Reibung entfernen. Auf dem Bild siehst du meine Idee, ob die Bauweise jetzt viel Sinn macht oder nicht, ist egal, es interessiert mich nur, ob es funktionieren könnte.
Das Prinzip der Abschussrampe ist ja mittlerweile klar, nun würde ich aber gerne die Kugel schweben lassen, so wie auf dem Bild dargestellt. Die Kugel zieht nach unten und der obere Magnet nach oben. Während oben das Magnetfeld gleich ist, befindet sich unten ja immer noch das "Tal" in das die Kugel rollen bzw. in dem Fall schweben würde. Könnte das funktionieren?
| Beschreibung: |
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| Dateiname: |
SchwebenBeispiel.png |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 16. Okt 2022 22:12 Titel: |
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| Zitat: | | Die Kugel zieht nach unten und der obere Magnet nach oben. Während oben das Magnetfeld gleich ist, befindet sich unten ja immer noch das "Tal" in das die Kugel rollen bzw. in dem Fall schweben würde. Könnte das funktionieren? |
Komplett freies Schweben ist mit den herkömmlichen Permanentmagneten imho nicht möglich. Aber wenn sich der "Schwebekörper" seitlich abstützen kann, ist es sehr leicht.
Es reicht, wenn man einen Stabmagneten z.B. in eine senkrechte Glasröhre so einlegt, dass der Nordpol nach unten zeigt. Unterhalb der Glasröhre positioniert man einen zweiten Magnet, mit Nordpol oben.
Der Stabmagnet "schwebt" nun in der Röhre. Das Glasrohr verhindert, dass der Stabmagnet sich dreht, oder zur Seite ausbricht.
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 17. Okt 2022 19:49 Titel: |
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| Zitat: | | Komplett freies Schweben ist mit den herkömmlichen Permanentmagneten imho nicht möglich. Aber wenn sich der "Schwebekörper" seitlich abstützen kann, ist es sehr leicht. |
Im Nachhinein fand ich meine Idee dann auch unsinnig. Aber ich bin dann auf etwas gestoßen, was ich sehr interessant finde. Aufsteigende Magneten ! - siehe Bild. Das ähnliche Prinzip habe ich nun für mein SchwebenBeispiel eingebaut (siehe Bild)
Könnte das so funktionieren, und wenn nicht, was spricht dagegen?
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 19. Okt 2022 22:32 Titel: |
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| Zitat: | | Könnte das so funktionieren, |
Wie bereits gesagt, solange man dafür sorgt, dass die sich abstoßenden Magnete seitlich geführt werden, so dass sie nicht zur Seite ausbrechen oder sich drehen können, ist "Schweben" möglich.
Allerdings hilft das auch nicht bei den Bestrebungen, einen selbsterhaltenden Kreislauf aufzubauen
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muellermilch
Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80
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| muellermilch Verfasst am: 20. Okt 2022 08:30 Titel: |
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| Zitat: | | Allerdings hilft das auch nicht bei den Bestrebungen, einen selbsterhaltenden Kreislauf aufzubauen |
Das akzeptiere ich erst, wenn ich es aussprobiert habe und kläglich gescheitert bin.
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Hopplitoppli
Gast
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| Hopplitoppli Verfasst am: 17. Dez 2022 16:32 Titel: |
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| muellermilch hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Allerdings hilft das auch nicht bei den Bestrebungen, einen selbsterhaltenden Kreislauf aufzubauen |
Das akzeptiere ich erst, wenn ich es aussprobiert habe und kläglich gescheitert bin. |
Warum willst du deine Apparatur in einen Kreislauf zwingen? Das ist im Grunde genommen gar nicht nötig.
Wenn du einen Magneten auf einer schiefen Ebene, die nach oben geht, linear beschleunigst, dann ist der Energiezustand des Systems hinterher größer als am Anfang. Erst, wenn der bewegte Magnet dann herunterfällt, geht die Energie wieder verloren.
Aus dieser Überlegung lässt sich mE folgern, dass der bewegte Magnet beim Herunterfallen wieder zur Nullposition im Linearbeschleuniger gebracht werden kann.
Du brauchst also entweder einen Linearbeschleuniger, bei dem oben, wo der bewegte Magnet herauskommt eine Vorrichtung ist, die ihn wieder nach unten in die Nullposition trägt (zB ein Schlauch).
Oder aber du brauchst drei Linearbeschleuniger, bei dem das Ende des ersten direkt über der Nullposition des zweiten liegt, woraufhin der Magnet den zweiten nach oben geht, um dann wieder herunter auf den dritten zu fallen, der ihn nach oben trägt und schließlich wieder beim ersten in der Nullposition zu landen.
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