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WH54 20160101 Inventar Wurfrutsche

Physik

Lernwerkstatt

Basiswissen

Die Wurfrutsche Experimentiergerät für den horizontalen und schiefen Wurf im Einsatz in der Lernwerkstatt Mathematik in Aachen. Das Teil ist hier kurz beschrieben.

Grundidee der Wurfrutsche


In der Lernwerkstatt Mathematik in Aachen wird eine Wurfrutsche verwendet.
Sie ist etwa einen halben Meter hoch und einen halben Meter breit.
Die Rutschbahn ist näherungsweise parabelförmig.
Sie kann magnetisch an Tafeln befestigt werden.

Aussehen der Wurfrutsche


Der Grundkörper ist aus 20 mm starker Stegpappe gebaut.
Der eine parabelförmige und die 3 geraden Ränder der Stegpappe sind 2 mm starker Furnierholz verstärkt.
Auf der Rückseite sind etwa 30 cm lange selbstklebende Magnetstreifen angebracht.
Der gesamte Körper ist mit weißer Wandfarbe bestrichen.
Die Rollbahn ist gut 1,6 cm breit.
Als Kugelführung sind Balsa-Holz-Streifen am Bahnrand aufgeklebt.
Die Parabel ist gegeben über: y=65/2355x²
Die verwendeten Kugeln bestehen aus Stahl.
Es werden Durchmesser von 5 bis 15 mm verwendet.

Das Auffangen der Kugel


Hierzu dient der WH54 Lamellenfänger ↗
Eine gut 1 Meter lange schmale "Kiste" wird mit Magneten an der Tafel befestigt.
Sie ist in 5-cm breite Auffangsegmente unterteilt.
Die Unterteilung erfolgt mit Moosgummi-Lammellen.

Basteltipps


Die Furnierholzstreifen konnten gut mit UHU-Kleber befestigt werden.
Beim Streichen wölbt sich die Pappe. Gut ist: dünne Farblagen mit langer Trockenzeit auftragen.
Die Knickfreiheit der Rollbahn hat einen sehr, sehr großen Einfluß auf die Flugweite der Bälle.
Das aufgeklebte Furnierholz glättet Unebenheiten sehr gut.
Die Glattheit der Rollbahn hat einen sehr, sehr großen Einfluß auf die Flugweite der Bälle.
Die Bastelzeit inklusive einiger Fehlversuche betrug etwa 40 Stunden.
Ein Neubau würde vermutlich bei etwa 5 Stunden liegen.

Was ließe sich verbessern?


Vor allem die Reibung der Kugel beim Anrollen.
Es werden etwa 75 % der theoretisch erreichbaren Abfluggeschwindigkeit erreicht.
Bei typischen Skiflugschanzen liegt der Wert mit etwa 78 % in der Nähe.
Wäre eine andere (statt parabelförmig) Anlaufform besser?
Sollte man die Seitenführungen aus Holz durch anderes Material ersetzen?
Wäre eine Teflonkugel (kann man kaufen) auf einer Teflonbahn reibungsärmer?

Beispieldaten



Kugel



Wurfart



Messung der Flugweite



Daten



55 | 65-70 | 3,31 | 94 | 70
50 | 60-65 | 3,16 | 89 | 67
45 | 60-65 | 3,00 | 85 | 64
40 | 55-60 | 2,83 | 80 | 60
35 | 50-55 | 2,65 | 75 | 56
30 | 50-55 | 2,45 | 69 | 52
25 | 40-45 | 2,24 | 63 | 48
20 | 40-45 | 2,00 | 57 | 42
15 | 35-40 | 1,73 | 49 | 37
10 | 30-35 | 1,41 | 40 | 30
05 | 20-25 | 1,00 | 28 | 21

Berechnung der Flugweite



Vergleich mit Skisprungschanze



Zeitlupenaufnahme



Diskussion



Fazit



Fußnoten