https://phyxz.herder-oberschule.de/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=IbrohimG 2026-06-15T08:37:42Z Benutzerbeiträge MediaWiki 1.37.2 https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4076 2026-06-14T21:43:01Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> '''Hintergrund der Theorie'''<br /> <br /> Die Travelling Flame wurde erstmals 2024 von Rudy Stevens beobachtet. Eigentlich wollte er einen Deckel für ein kleines Ökosystem verschließen und nutzte dafür Feuerzeugbenzin. Als er dieses entzündete, bemerkte er ein ungewöhnliches Verhalten der Flamme. Statt sich wie erwartet auszubreiten, bewegte sie sich entlang des Randes des Behälters. Dieses Phänomen machte er später durch ein Video bekannt, das schließlich auch von Steve Mould aufgegriffen und untersucht wurde.<br /> <br /> Bei einer Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, deren Verbrennungszone sich entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. In diesem Kanal befindet sich eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit. Der Kanal besitzt die Form eines Rings mit rechteckigem Querschnitt.<br /> <br /> Wird die Flüssigkeit an einer Stelle entzündet, bleibt die Flamme nicht stationär. Stattdessen verlagert sich der Bereich der Verbrennung ständig weiter, sodass die Flamme scheinbar um den Ring wandert.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> '''Theoretische Grundlagen'''<br /> <br /> Nachdem der Brennspiritus in den Ring gefüllt wurde, beginnt er aufgrund der Umgebungstemperatur zu verdampfen. Über der Flüssigkeit bildet sich dadurch eine Schicht aus Brennstoffdampf. Dieser vermischt sich mit der Luft und dem darin enthaltenen Sauerstoff. Entsteht dabei ein zündfähiges Gemisch und wird genügend Aktivierungsenergie zugeführt, kann eine Flamme entstehen. Während der Verbrennung wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Diese Wärme erwärmt die umliegenden Bereiche und sorgt dafür, dass weiterer Brennspiritus verdampft. Betrachtet man nur diesen Vorgang, würde man erwarten, dass die Flamme den gesamten Ring erfasst und erst erlischt, wenn kein brennbares Gasgemisch mehr vorhanden ist. Genau das wird jedoch nicht beobachtet.<br /> <br /> '''Beobachtung und Fragestellung'''<br /> <br /> Damit eine Flamme brennen kann, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein: Es werden ein Brennstoff, Sauerstoff und eine Zündquelle benötigt. In unserem Fall dient der Brennstoffdampf des Brennspiritus als Brennstoff. Wie viel Dampf zur Verfügung steht, hängt von der Verdampfungsrate sowie von der Oberfläche der Flüssigkeit ab. Die Oberfläche der Flüssigkeit im Ringkanal kann mit<br /> <br /> A=πb(2r+b)<br /> <br /> berechnet werden, wobei (r) den Innenradius und (b) die Breite des Kanals beschreibt.<br /> <br /> Der verdampfte Brennstoff vermischt sich mit der umgebenden Luft, die etwa 21 % Sauerstoff enthält. Wird dem entstandenen Gasgemisch genügend Energie zugeführt, beispielsweise durch ein Feuerzeug, setzt eine exotherme Verbrennungsreaktion ein. Während der Verbrennung wird Wärme freigesetzt. Diese Wärme kann benachbarte Bereiche des Gasgemisches entzünden, sodass sich die Flamme ausbreitet. Gleichzeitig verdampft durch die Erwärmung weiterer Brennspiritus und liefert neuen Brennstoff für die Reaktion. Betrachtet man nur diese Vorgänge, würde man erwarten, dass die Flamme die gesamte Oberfläche des Rings gleichzeitig erfasst. Stattdessen bleibt die Flamme lokal begrenzt und bewegt sich entlang des Ringkanals. Dadurch haben wir uns gefragt warum die Flamme entlang des Ringkanals brennt, anstatt der gesamten Brennstoffoberfläche. Dazu haben wir 2 Theorien aufgestellt unzawr:<br /> <br /> '''Hypothese 1: Brennstoffdampf ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die erste Hypothese geht davon aus, dass der verfügbare Brennspiritusdampf lokal aufgebraucht wird. Da der Kanal nur eine geringe Breite besitzt, könnte die Flamme den vorhandenen Brennstoffdampf schneller verbrauchen, als neuer Dampf durch Verdunstung nachgeliefert wird. Dadurch würde die Konzentration des Brennstoffs unter den für die Verbrennung notwendigen Wert sinken und die Flamme erlöschen. Nachdem die Flammenfront den Ring umrundet hat, konnte in der Zwischenzeit erneut Brennspiritus verdampfen. Dadurch entsteht wieder ein zündfähiges Gemisch, sodass die Flamme diesen Bereich erneut passieren kann.<br /> <br /> '''Hypothese 2: Sauerstoff ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die zweite Hypothese betrachtet Sauerstoff als begrenzenden Faktor. Bei der Verbrennung wird Sauerstoff verbraucht. Sinkt dessen Konzentration in der Umgebung der Flamme zu stark ab, kann die Reaktion nicht mehr aufrechterhalten werden und die Flamme erlischt. Nach einer gewissen Zeit gelangt jedoch wieder Sauerstoff in diesen Bereich und vermischt sich mit dem Brennspiritusdampf. Dadurch entsteht erneut ein brennbares Gemisch, das eine weitere Verbrennung ermöglicht.<br /> <br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> [[Datei:Screenshot 2026-06-14 220307.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> === Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4075 2026-06-14T21:42:40Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> '''Hintergrund der Theorie'''<br /> Die Travelling Flame wurde erstmals 2024 von Rudy Stevens beobachtet. Eigentlich wollte er einen Deckel für ein kleines Ökosystem verschließen und nutzte dafür Feuerzeugbenzin. Als er dieses entzündete, bemerkte er ein ungewöhnliches Verhalten der Flamme. Statt sich wie erwartet auszubreiten, bewegte sie sich entlang des Randes des Behälters. Dieses Phänomen machte er später durch ein Video bekannt, das schließlich auch von Steve Mould aufgegriffen und untersucht wurde.<br /> <br /> Bei einer Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, deren Verbrennungszone sich entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. In diesem Kanal befindet sich eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit. Der Kanal besitzt die Form eines Rings mit rechteckigem Querschnitt.<br /> <br /> Wird die Flüssigkeit an einer Stelle entzündet, bleibt die Flamme nicht stationär. Stattdessen verlagert sich der Bereich der Verbrennung ständig weiter, sodass die Flamme scheinbar um den Ring wandert.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> '''Theoretische Grundlagen'''<br /> <br /> Nachdem der Brennspiritus in den Ring gefüllt wurde, beginnt er aufgrund der Umgebungstemperatur zu verdampfen. Über der Flüssigkeit bildet sich dadurch eine Schicht aus Brennstoffdampf. Dieser vermischt sich mit der Luft und dem darin enthaltenen Sauerstoff. Entsteht dabei ein zündfähiges Gemisch und wird genügend Aktivierungsenergie zugeführt, kann eine Flamme entstehen. Während der Verbrennung wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Diese Wärme erwärmt die umliegenden Bereiche und sorgt dafür, dass weiterer Brennspiritus verdampft. Betrachtet man nur diesen Vorgang, würde man erwarten, dass die Flamme den gesamten Ring erfasst und erst erlischt, wenn kein brennbares Gasgemisch mehr vorhanden ist. Genau das wird jedoch nicht beobachtet.<br /> <br /> '''Beobachtung und Fragestellung'''<br /> <br /> Damit eine Flamme brennen kann, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein: Es werden ein Brennstoff, Sauerstoff und eine Zündquelle benötigt. In unserem Fall dient der Brennstoffdampf des Brennspiritus als Brennstoff. Wie viel Dampf zur Verfügung steht, hängt von der Verdampfungsrate sowie von der Oberfläche der Flüssigkeit ab. Die Oberfläche der Flüssigkeit im Ringkanal kann mit<br /> <br /> A=πb(2r+b)<br /> <br /> berechnet werden, wobei (r) den Innenradius und (b) die Breite des Kanals beschreibt.<br /> <br /> Der verdampfte Brennstoff vermischt sich mit der umgebenden Luft, die etwa 21 % Sauerstoff enthält. Wird dem entstandenen Gasgemisch genügend Energie zugeführt, beispielsweise durch ein Feuerzeug, setzt eine exotherme Verbrennungsreaktion ein. Während der Verbrennung wird Wärme freigesetzt. Diese Wärme kann benachbarte Bereiche des Gasgemisches entzünden, sodass sich die Flamme ausbreitet. Gleichzeitig verdampft durch die Erwärmung weiterer Brennspiritus und liefert neuen Brennstoff für die Reaktion. Betrachtet man nur diese Vorgänge, würde man erwarten, dass die Flamme die gesamte Oberfläche des Rings gleichzeitig erfasst. Stattdessen bleibt die Flamme lokal begrenzt und bewegt sich entlang des Ringkanals. Dadurch haben wir uns gefragt warum die Flamme entlang des Ringkanals brennt, anstatt der gesamten Brennstoffoberfläche. Dazu haben wir 2 Theorien aufgestellt unzawr:<br /> <br /> '''Hypothese 1: Brennstoffdampf ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die erste Hypothese geht davon aus, dass der verfügbare Brennspiritusdampf lokal aufgebraucht wird. Da der Kanal nur eine geringe Breite besitzt, könnte die Flamme den vorhandenen Brennstoffdampf schneller verbrauchen, als neuer Dampf durch Verdunstung nachgeliefert wird. Dadurch würde die Konzentration des Brennstoffs unter den für die Verbrennung notwendigen Wert sinken und die Flamme erlöschen. Nachdem die Flammenfront den Ring umrundet hat, konnte in der Zwischenzeit erneut Brennspiritus verdampfen. Dadurch entsteht wieder ein zündfähiges Gemisch, sodass die Flamme diesen Bereich erneut passieren kann.<br /> <br /> '''Hypothese 2: Sauerstoff ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die zweite Hypothese betrachtet Sauerstoff als begrenzenden Faktor. Bei der Verbrennung wird Sauerstoff verbraucht. Sinkt dessen Konzentration in der Umgebung der Flamme zu stark ab, kann die Reaktion nicht mehr aufrechterhalten werden und die Flamme erlischt. Nach einer gewissen Zeit gelangt jedoch wieder Sauerstoff in diesen Bereich und vermischt sich mit dem Brennspiritusdampf. Dadurch entsteht erneut ein brennbares Gemisch, das eine weitere Verbrennung ermöglicht.<br /> <br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> [[Datei:Screenshot 2026-06-14 220307.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> === Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4073 2026-06-14T21:40:17Z

<p>IbrohimG: /* Hintergrund der Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> '''Hintergrund der Theorie'''<br /> Die Travelling Flame wurde erstmals 2024 von Rudy Stevens beobachtet. Eigentlich wollte er einen Deckel für ein kleines Ökosystem verschließen und nutzte dafür Feuerzeugbenzin. Als er dieses entzündete, bemerkte er ein ungewöhnliches Verhalten der Flamme. Statt sich wie erwartet auszubreiten, bewegte sie sich entlang des Randes des Behälters. Dieses Phänomen machte er später durch ein Video bekannt, das schließlich auch von Steve Mould aufgegriffen und untersucht wurde.<br /> <br /> Bei einer Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, deren Verbrennungszone sich entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. In diesem Kanal befindet sich eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit. Der Kanal besitzt die Form eines Rings mit rechteckigem Querschnitt.<br /> <br /> Wird die Flüssigkeit an einer Stelle entzündet, bleibt die Flamme nicht stationär. Stattdessen verlagert sich der Bereich der Verbrennung ständig weiter, sodass die Flamme scheinbar um den Ring wandert.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> '''Theoretische Grundlagen'''<br /> <br /> Nachdem der Brennspiritus in den Ring gefüllt wurde, beginnt er aufgrund der Umgebungstemperatur zu verdampfen. Über der Flüssigkeit bildet sich dadurch eine Schicht aus Brennstoffdampf. Dieser vermischt sich mit der Luft und dem darin enthaltenen Sauerstoff. Entsteht dabei ein zündfähiges Gemisch und wird genügend Aktivierungsenergie zugeführt, kann eine Flamme entstehen. Während der Verbrennung wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Diese Wärme erwärmt die umliegenden Bereiche und sorgt dafür, dass weiterer Brennspiritus verdampft. Betrachtet man nur diesen Vorgang, würde man erwarten, dass die Flamme den gesamten Ring erfasst und erst erlischt, wenn kein brennbares Gasgemisch mehr vorhanden ist. Genau das wird jedoch nicht beobachtet.<br /> <br /> '''Beobachtung und Fragestellung'''<br /> <br /> Damit eine Flamme brennen kann, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein: Es werden ein Brennstoff, Sauerstoff und eine Zündquelle benötigt. In unserem Fall dient der Brennstoffdampf des Brennspiritus als Brennstoff. Wie viel Dampf zur Verfügung steht, hängt von der Verdampfungsrate sowie von der Oberfläche der Flüssigkeit ab. Die Oberfläche der Flüssigkeit im Ringkanal kann mit<br /> <br /> A=πb(2r+b)<br /> <br /> berechnet werden, wobei (r) den Innenradius und (b) die Breite des Kanals beschreibt.<br /> <br /> Der verdampfte Brennstoff vermischt sich mit der umgebenden Luft, die etwa 21 % Sauerstoff enthält. Wird dem entstandenen Gasgemisch genügend Energie zugeführt, beispielsweise durch ein Feuerzeug, setzt eine exotherme Verbrennungsreaktion ein. Während der Verbrennung wird Wärme freigesetzt. Diese Wärme kann benachbarte Bereiche des Gasgemisches entzünden, sodass sich die Flamme ausbreitet. Gleichzeitig verdampft durch die Erwärmung weiterer Brennspiritus und liefert neuen Brennstoff für die Reaktion. Betrachtet man nur diese Vorgänge, würde man erwarten, dass die Flamme die gesamte Oberfläche des Rings gleichzeitig erfasst. Stattdessen bleibt die Flamme lokal begrenzt und bewegt sich entlang des Ringkanals.<br /> <br /> Daraus ergibt sich die folgende Forschungsfrage:<br /> <br /> Warum bewegt sich die Flamme entlang des Rings, anstatt die gesamte Brennstoffoberfläche gleichzeitig zu entzünden?<br /> <br /> Um diese Frage zu beantworten, wurden zwei mögliche Erklärungen aufgestellt.<br /> <br /> '''Hypothese 1: Brennstoffdampf ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die erste Hypothese geht davon aus, dass der verfügbare Brennspiritusdampf lokal aufgebraucht wird. Da der Kanal nur eine geringe Breite besitzt, könnte die Flamme den vorhandenen Brennstoffdampf schneller verbrauchen, als neuer Dampf durch Verdunstung nachgeliefert wird. Dadurch würde die Konzentration des Brennstoffs unter den für die Verbrennung notwendigen Wert sinken und die Flamme erlöschen. Nachdem die Flammenfront den Ring umrundet hat, konnte in der Zwischenzeit erneut Brennspiritus verdampfen. Dadurch entsteht wieder ein zündfähiges Gemisch, sodass die Flamme diesen Bereich erneut passieren kann.<br /> <br /> '''Hypothese 2: Sauerstoff ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die zweite Hypothese betrachtet Sauerstoff als begrenzenden Faktor. Bei der Verbrennung wird Sauerstoff verbraucht. Sinkt dessen Konzentration in der Umgebung der Flamme zu stark ab, kann die Reaktion nicht mehr aufrechterhalten werden und die Flamme erlischt. Nach einer gewissen Zeit gelangt jedoch wieder Sauerstoff in diesen Bereich und vermischt sich mit dem Brennspiritusdampf. Dadurch entsteht erneut ein brennbares Gemisch, das eine weitere Verbrennung ermöglicht.<br /> <br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> [[Datei:Screenshot 2026-06-14 220307.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> === Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4072 2026-06-14T21:39:35Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Hintergrund der Theorie==<br /> Die Travelling Flame wurde erstmals 2024 von Rudy Stevens beobachtet. Eigentlich wollte er einen Deckel für ein kleines Ökosystem verschließen und nutzte dafür Feuerzeugbenzin. Als er dieses entzündete, bemerkte er ein ungewöhnliches Verhalten der Flamme. Statt sich wie erwartet auszubreiten, bewegte sie sich entlang des Randes des Behälters. Dieses Phänomen machte er später durch ein Video bekannt, das schließlich auch von Steve Mould aufgegriffen und untersucht wurde.<br /> <br /> Bei einer Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, deren Verbrennungszone sich entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. In diesem Kanal befindet sich eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit. Der Kanal besitzt die Form eines Rings mit rechteckigem Querschnitt.<br /> <br /> Wird die Flüssigkeit an einer Stelle entzündet, bleibt die Flamme nicht stationär. Stattdessen verlagert sich der Bereich der Verbrennung ständig weiter, sodass die Flamme scheinbar um den Ring wandert.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> '''Theoretische Grundlagen'''<br /> <br /> Nachdem der Brennspiritus in den Ring gefüllt wurde, beginnt er aufgrund der Umgebungstemperatur zu verdampfen. Über der Flüssigkeit bildet sich dadurch eine Schicht aus Brennstoffdampf. Dieser vermischt sich mit der Luft und dem darin enthaltenen Sauerstoff. Entsteht dabei ein zündfähiges Gemisch und wird genügend Aktivierungsenergie zugeführt, kann eine Flamme entstehen. Während der Verbrennung wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Diese Wärme erwärmt die umliegenden Bereiche und sorgt dafür, dass weiterer Brennspiritus verdampft. Betrachtet man nur diesen Vorgang, würde man erwarten, dass die Flamme den gesamten Ring erfasst und erst erlischt, wenn kein brennbares Gasgemisch mehr vorhanden ist. Genau das wird jedoch nicht beobachtet.<br /> <br /> '''Beobachtung und Fragestellung'''<br /> <br /> Damit eine Flamme brennen kann, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein: Es werden ein Brennstoff, Sauerstoff und eine Zündquelle benötigt. In unserem Fall dient der Brennstoffdampf des Brennspiritus als Brennstoff. Wie viel Dampf zur Verfügung steht, hängt von der Verdampfungsrate sowie von der Oberfläche der Flüssigkeit ab. Die Oberfläche der Flüssigkeit im Ringkanal kann mit<br /> <br /> A=πb(2r+b)<br /> <br /> berechnet werden, wobei (r) den Innenradius und (b) die Breite des Kanals beschreibt.<br /> <br /> Der verdampfte Brennstoff vermischt sich mit der umgebenden Luft, die etwa 21 % Sauerstoff enthält. Wird dem entstandenen Gasgemisch genügend Energie zugeführt, beispielsweise durch ein Feuerzeug, setzt eine exotherme Verbrennungsreaktion ein. Während der Verbrennung wird Wärme freigesetzt. Diese Wärme kann benachbarte Bereiche des Gasgemisches entzünden, sodass sich die Flamme ausbreitet. Gleichzeitig verdampft durch die Erwärmung weiterer Brennspiritus und liefert neuen Brennstoff für die Reaktion. Betrachtet man nur diese Vorgänge, würde man erwarten, dass die Flamme die gesamte Oberfläche des Rings gleichzeitig erfasst. Stattdessen bleibt die Flamme lokal begrenzt und bewegt sich entlang des Ringkanals.<br /> <br /> Daraus ergibt sich die folgende Forschungsfrage:<br /> <br /> Warum bewegt sich die Flamme entlang des Rings, anstatt die gesamte Brennstoffoberfläche gleichzeitig zu entzünden?<br /> <br /> Um diese Frage zu beantworten, wurden zwei mögliche Erklärungen aufgestellt.<br /> <br /> '''Hypothese 1: Brennstoffdampf ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die erste Hypothese geht davon aus, dass der verfügbare Brennspiritusdampf lokal aufgebraucht wird. Da der Kanal nur eine geringe Breite besitzt, könnte die Flamme den vorhandenen Brennstoffdampf schneller verbrauchen, als neuer Dampf durch Verdunstung nachgeliefert wird. Dadurch würde die Konzentration des Brennstoffs unter den für die Verbrennung notwendigen Wert sinken und die Flamme erlöschen. Nachdem die Flammenfront den Ring umrundet hat, konnte in der Zwischenzeit erneut Brennspiritus verdampfen. Dadurch entsteht wieder ein zündfähiges Gemisch, sodass die Flamme diesen Bereich erneut passieren kann.<br /> <br /> '''Hypothese 2: Sauerstoff ist der begrenzende Faktor'''<br /> Die zweite Hypothese betrachtet Sauerstoff als begrenzenden Faktor. Bei der Verbrennung wird Sauerstoff verbraucht. Sinkt dessen Konzentration in der Umgebung der Flamme zu stark ab, kann die Reaktion nicht mehr aufrechterhalten werden und die Flamme erlischt. Nach einer gewissen Zeit gelangt jedoch wieder Sauerstoff in diesen Bereich und vermischt sich mit dem Brennspiritusdampf. Dadurch entsteht erneut ein brennbares Gemisch, das eine weitere Verbrennung ermöglicht.<br /> <br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> [[Datei:Screenshot 2026-06-14 220307.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> === Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

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<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Die Flamme rotiert in einem Ring, genauer in einem einfachen Torus mit einem rechteckigen Ausschnitt ringsrum.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> [[Datei:Screenshot 2026-06-14 220307.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> === Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4055 2026-06-14T20:08:48Z

<p>IbrohimG: /* Evaporationsrate */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Die Flamme rotiert in einem Ring, genauer in einem einfachen Torus mit einem rechteckigen Ausschnitt ringsrum.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> [[Datei:Screenshot 2026-06-14 220307.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> === Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Datei:Screenshot_2026-06-14_220307.png&diff=4054 2026-06-14T20:06:27Z

<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div>Evaporationsrate</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4042 2026-06-14T15:52:17Z

<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Die Flamme rotiert in einem Ring, genauer in einem einfachen Torus mit einem rechteckigen Ausschnitt ringsrum.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> === Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4037 2026-06-14T15:40:02Z

<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> ==== Durchführung ====<br /> <br /> ==== Werte/Erkenntnisse ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Die Flamme rotiert in einem Ring, genauer in einem einfachen Torus mit einem rechteckigen Ausschnitt ringsrum.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4034 2026-06-14T15:37:04Z

<p>IbrohimG: /* Aufbau */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Versuche (Aufbau, Durchführung, Werte/Erkenntnisse)==<br /> <br /> === Evaporationsrate ===<br /> <br /> ==== Aufbau ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Die Flamme rotiert in einem Ring, genauer in einem einfachen Torus mit einem rechteckigen Ausschnitt ringsrum.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=4011 2026-06-14T11:50:19Z

<p>IbrohimG: /* Thema */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> (Deutsch: „Eine Flamme kann sich kontinuierlich entlang eines ringförmigen Kanals ausbreiten, der eine dünne Schicht einer brennbaren Flüssigkeit enthält. Untersuchen Sie, wie die Eigenschaften dieser wandernden Flamme von relevanten Parametern abhängen.“)<br /> <br /> Bei der Travelling Flame handelt es sich um eine Flamme, die sich selbstständig entlang eines ringförmigen Kanals bewegt. Das Besondere daran ist, dass die Flamme über einen längeren Zeitraum bestehen bleibt und sich dabei kontinuierlich fortbewegt. In diesem Projekt haben wir untersucht, welche physikalischen Prozesse dieses Verhalten ermöglichen und wie verschieden Parameter die Geschwindigkeit, Stabilität und Lebensdauer beeinflussen. Dabei spielen insbesondere Wärmeübertragung, Verdampfung und die Ausbreitung der Flamme eine wichtige Rolle.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Aufbau==<br /> Die Flamme rotiert in einem Ring, genauer in einem einfachen Torus mit einem rechteckigen Ausschnitt ringsrum.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=3880 2026-06-11T13:57:17Z

<p>IbrohimG: /* Aufbau */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> Anhand der Aufgabe kann man sehen, dass unser Projekt zur Thermodynamik und Verbrennung zugeordnet werden kann. Hauptsächlich lässt sich die Aufgabe in 3 Teile aufteilen. <br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Aufbau==<br /> Die Flamme rotiert in einem Ring, genauer in einem einfachen Torus mit einem rechteckigen Ausschnitt ringsrum.<br /> <br /> [[Datei:Torus Vogelperspektive.png|rahmenlos]]<br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Datei:Torus_Vogelperspektive.png&diff=3879 2026-06-11T13:34:53Z

<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div>Der Feuerring von oben fotografiert.</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=3864 2026-05-07T13:45:49Z

<p>IbrohimG: /* Thema */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: <br /> <br /> „A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.“<br /> <br /> Anhand der Aufgabe kann man sehen, dass unser Projekt zur Thermodynamik und Verbrennung zugeordnet werden kann. Hauptsächlich lässt sich die Aufgabe in 3 Teile aufteilen. <br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Aufbau==<br /> Mit diesem Aufbau wurden Eure Messungen durchgeführt. Dieser Abschnitt lebt von guten(!) Fotos bzw. Skizzen.<br /> <br /> Anfängliche Aufbauten, die später verworfen wurden, können erwähnt werden aber müssen ausgiebig betrachtet werden.<br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Travelling_Flame&diff=3863 2026-05-07T13:25:37Z

<p>IbrohimG: /* Thema */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Wir haben uns mit dem 17. GYPT-Projekt, nämlich ,,The Travelling Flame“, beschäftigt. Die gegebene Aufgabenstellung lautet wie folgt: A flame can propagate continuously around a ring-shaped trough containing a thin layer of flammable liquid. Investigate how the characteristics of this travelling flame depend on relevant parameters.<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Aufbau==<br /> Mit diesem Aufbau wurden Eure Messungen durchgeführt. Dieser Abschnitt lebt von guten(!) Fotos bzw. Skizzen.<br /> <br /> Anfängliche Aufbauten, die später verworfen wurden, können erwähnt werden aber müssen ausgiebig betrachtet werden.<br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3594 2025-06-19T21:10:09Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus des Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> [[Datei:0e335ae8-ad3d-466f-a59d-1fd7c6443c93.png|mini|245x245px|Schematische Abbildung der wirkenden Kräfte]]<br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßige Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt. Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange. <br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was auf kleine Oberflächenunregelmäßigkeit zurückzuführen ist. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> Ein wichtiges Ergebnis war auch die fast lineare Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Stange und der vertikalen Geschwindigkeit der Magnetstange (Rate of Climb). Dies stützt unsere Annahme, dass der Steigungswinkel bei konstanter Reibung unabhängig von der Drehzahl bleibt und eine proportionale Verbindung zwischen Drehzahl und vertikalem Vortrieb besteht. <br /> [[Datei:Bild 2025-06-19 230512927.png|mini|Prinzip der Aufwärtsbewegung durch asymmetrische Rotation um einen Kontaktpunkt]]<br /> Wir haben auch beobachtet, dass bei kleineren Kontaktflächen zwischen der angetriebenen Stange und Magnetstange (z.B. bei Stange 1 mit reduziertem Durchmesser) höhere Steigungswinkel erreicht wurden, da bei gleichbleibender Magnetkraft der Drehmoment durch den kleineren Hebelarm effektiver genutzt wird. Außerdem trat bei keiner der Versuchsreihen ein deutlich erkennbarer Stick-Slip-Effekt auf, welche unsere Theorie einer fast konstanten Reibungskraft unterstützt. Dies könnte wegen der Trägheit der Magnetstange und die ständige Bewegung um einen sich verschiebenden Drehpunkt liegen.<br /> <br /> Unsere Messungen zeigen, dass der Klettereffekt durch mehrere Ursachen entsteht: Ungleichmäßige Kraftverteilung, verändernden Reibung während der Bewegung und der stabilen Rotation. Dass der Steigungswinkel in der Praxis etwas kleiner war als in der Theorie liegt wahrscheinlich daran, dass die Magnetstange manchmal ganz leicht nach unten gerutscht ist oder die Oberfläche der Stange nicht überall gleichmäßig war.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Datei:Bild_2025-06-19_230512927.png&diff=3593 2025-06-19T21:05:22Z

<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div>bewegung</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3569 2025-06-19T14:00:29Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus des Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> [[Datei:0e335ae8-ad3d-466f-a59d-1fd7c6443c93.png|mini|245x245px|Schematische Abbildung der wirkenden Kräfte]]<br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßige Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt. Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange. <br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was auf kleine Oberflächenunregelmäßigkeit zurückzuführen ist. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> Ein wichtiges Ergebnis war auch die fast lineare Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Stange und der vertikalen Geschwindigkeit der Magnetstange (Rate of Climb). Dies stützt unsere Annahme, dass der Steigungswinkel bei konstanter Reibung unabhängig von der Drehzahl bleibt und eine proportionale Verbindung zwischen Drehzahl und vertikalem Vortrieb besteht. <br /> <br /> Wir haben auch beobachtet, dass bei kleineren Kontaktflächen zwischen der angetriebenen Stange und Magnetstange (z.B. bei Stange 1 mit reduziertem Durchmesser) höhere Steigungswinkel erreicht wurden, da bei gleichbleibender Magnetkraft der Drehmoment durch den kleineren Hebelarm effektiver genutzt wird. Außerdem trat bei keiner der Versuchsreihen ein deutlich erkennbarer Stick-Slip-Effekt auf, welche unsere Theorie einer fast konstanten Reibungskraft unterstützt. Dies könnte wegen der Trägheit der Magnetstange und die ständige Bewegung um einen sich verschiebenden Drehpunkt liegen.<br /> <br /> Unsere Messungen zeigen, dass der Klettereffekt durch mehrere Ursachen entsteht: Ungleichmäßige Kraftverteilung, verändernden Reibung während der Bewegung und der stabilen Rotation. Dass der Steigungswinkel in der Praxis etwas kleiner war als in der Theorie liegt wahrscheinlich daran, dass die Magnetstange manchmal ganz leicht nach unten gerutscht ist oder die Oberfläche der Stange nicht überall gleichmäßig war.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

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<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div>Schematische Abbildung der wirkenden Kräfte</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Datei:Bild_2025-06-19_154743580.png&diff=3561 2025-06-19T13:47:50Z

<p>IbrohimG: </p> <hr /> <div>Kräfte</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3559 2025-06-19T13:41:50Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus des Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßige Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt. Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange. <br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was auf kleine Oberflächenunregelmäßigkeit zurückzuführen ist. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> Ein wichtiges Ergebnis war auch die fast lineare Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Stange und der vertikalen Geschwindigkeit der Magnetstange (Rate of Climb). Dies stützt unsere Annahme, dass der Steigungswinkel bei konstanter Reibung unabhängig von der Drehzahl bleibt und eine proportionale Verbindung zwischen Drehzahl und vertikalem Vortrieb besteht. <br /> <br /> Wir haben auch beobachtet, dass bei kleineren Kontaktflächen zwischen der angetriebenen Stange und Magnetstange (z.B. bei Stange 1 mit reduziertem Durchmesser) höhere Steigungswinkel erreicht wurden, da bei gleichbleibender Magnetkraft der Drehmoment durch den kleineren Hebelarm effektiver genutzt wird. Außerdem trat bei keiner der Versuchsreihen ein deutlich erkennbarer Stick-Slip-Effekt auf, welche unsere Theorie einer fast konstanten Reibungskraft unterstützt. Dies könnte wegen der Trägheit der Magnetstange und die ständige Bewegung um einen sich verschiebenden Drehpunkt liegen.<br /> <br /> Unsere Messungen zeigen, dass der Klettereffekt durch mehrere Ursachen entsteht: Ungleichmäßige Kraftverteilung, verändernden Reibung während der Bewegung und der stabilen Rotation. Dass der Steigungswinkel in der Praxis etwas kleiner war als in der Theorie liegt wahrscheinlich daran, dass die Magnetstange manchmal ganz leicht nach unten gerutscht ist oder die Oberfläche der Stange nicht überall gleichmäßig war.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3553 2025-06-19T13:09:44Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus des Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßige Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt. Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was auf kleine Oberflächenunregelmäßigkeit zurückzuführen ist. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> Ein wichtiges Ergebnis war auch die fast lineare Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Stange und der vertikalen Geschwindigkeit der Magnetstange (Rate of Climb). Dies stützt unsere Annahme, dass der Steigungswinkel bei konstanter Reibung unabhängig von der Drehzahl bleibt und eine proportionale Verbindung zwischen Drehzahl und vertikalem Vortrieb besteht. <br /> <br /> Wir haben auch beobachtet, dass bei kleineren Kontaktflächen zwischen der angetriebenen Stange und Magnetstange (z.B. bei Stange 1 mit reduziertem Durchmesser) höhere Steigungswinkel erreicht wurden, da bei gleichbleibender Magnetkraft der Drehmoment durch den kleineren Hebelarm effektiver genutzt wird. Außerdem trat bei keiner der Versuchsreihen ein deutlich erkennbarer Stick-Slip-Effekt auf, welche unsere Theorie einer fast konstanten Reibungskraft unterstützt. Dies könnte wegen der Trägheit der Magnetstange und die ständige Bewegung um einen sich verschiebenden Drehpunkt liegen.<br /> <br /> Unsere Messungen zeigen, dass der Klettereffekt durch mehrere Ursachen entsteht: Ungleichmäßige Kraftverteilung, verändernden Reibung während der Bewegung und der stabilen Rotation. Dass der Steigungswinkel in der Praxis etwas kleiner war als in der Theorie liegt wahrscheinlich daran, dass die Magnetstange manchmal ganz leicht nach unten gerutscht ist oder die Oberfläche der Stange nicht überall gleichmäßig war.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3548 2025-06-19T07:13:59Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was durch die Oberflächen unregelmäßigkeit verursacht wird. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> Ein wichtiges Ergebnis war auch die fast lineare Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Stange und der vertikalen Geschwindigkeit der Magnetstange (Rate of Climb). Dies stützt unsere Meinung das der Steigungswinkel bei konstanter Reibung unabhängig von der Drehzahl ist, aber trotzdem es eine proportionale Verbindung zwischen der Drehzahl und dem vertikalem Vortrieb besteht. <br /> <br /> Wir haben auch beobachtet, dass bei kleineren Kontaktflächen (z.B. bei Stange 1 mit reduziertem Durchmesser) zwischen der angetriebenen Stange und Magnetstange BELA MACH DAS BITTE, CHECKE NICHT WIESO DER STEIGUNGSWINKEL GRÖẞER WIRD BEI KLEINEREM DURCHMESSER.<br /> Außerdem trat bei keiner der Versuchsreihen ein deutlich erkennbarer Stick-Slip-Effekt auf, welche unsere Theorie einer fast konstanten Reibungskraft unterstützt. Dies könnte wegen der Trägheit der Magnetstange und die ständige Bewegung um einen sich verschiebenden Drehpunkt liegen.<br /> <br /> Unsere Messungen zeigen, dass der Klettereffekt durch mehreren Ursachen entsteht: Ungleichmäßige Kraftverteilung, verändernden Reibung während der Bewegung und der stabilen Rotation. Dass der Steigungswinkel in der Praxis etwas kleiner war als in der Theorie liegt wahrscheinlich daran, dass die Magnetstange manchmal ganz leicht gerutscht ist oder das die Oberfläche der Stange nicht überall gleichmäßig war.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3547 2025-06-19T06:37:57Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was durch die Oberflächen unregelmäßigkeit verursacht wird. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> Ein wichtiges Ergebnis war auch die fast lineare Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Stange und der vertikalen Geschwindigkeit der Magnetstange (Rate of Climb). Dies stützt unsere Meinung das der Steigungswinkel bei konstanter Reibung unabhängig von der Drehzahl ist, aber trotzdem es eine proportionale Verbindung zwischen der Drehzahl und dem vertikalem Vortrieb besteht. <br /> <br /> Wir haben auch beobachtet, dass bei kleineren Kontaktflächen (z.B. bei Stange 1 mit reduziertem Durchmesser) zwischen der angetriebenen Stange und Magnetstange BELA MACH DAS BITTE, CHECKE NICHT WIESO DER STEIGUNGSWINKEL GRÖẞER WIRD BEI KLEINEREM DURCHMESSER.<br /> Außerdem trat bei keiner der Versuchsreihen ein deutlich erkennbarer Stick-Slip-Effekt auf, welche unsere Theorie einer quasi konstanten Reibungskraft unterstützt.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3546 2025-06-19T06:27:16Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was durch die Oberflächen unregelmäßigkeit verursacht wird. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> Ein wichtiges Ergebnis war auch die fast lineare Abhängigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Stange und der vertikalen Geschwindigkeit der Magnetstange (Rate of Climb). Dies stützt unsere Meinung das der Steigungswinkel bei konstanter Reibung unabhängig von der Drehzahl ist, aber trotzdem es eine proportionale Verbindung zwischen der Drehzahl und dem vertikalem Vortrieb besteht. <br /> <br /> Wir haben auch beobachtet, dass bei kleineren Kontaktflächen (z.B. bei Stange 1 mit reduziertem Durchmesser) zwischen der angetriebenen Stange und Magnetstange BELA MACH DAS BITTE, CHECKE NICHT WIESO DER STEIGUNGSWINKEL GRÖẞER WIRD BEI KLEINEREM DURCHMESSER.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3545 2025-06-18T20:12:00Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was durch die Oberflächen unregelmäßigkeit verursacht wird. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskeoffizent hat uns geholfen das minimale Drehmoment, welcher für das überwinden der Haftreibung nötig ist, zu berechnen.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3541 2025-06-18T18:30:13Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was durch die Oberflächen unregelmäßigkeit verursacht wird. Der erforschte und errechnete durchschnittliche Haftreibungskoeffizent diente uns als wichtige Grundlage<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3540 2025-06-18T18:27:24Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was durch die Oberflächen unregelmäßigkeit verursacht wird.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

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<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> Bei der Bewegung zeigt sich, dass die Haftreibung nicht die gesamte Zeit konstant bleibt, sie verändert sich je nach Position auf der angetriebenen Stange, was durch Oberflächen Unregelmäßigkeit verursacht wird.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3538 2025-06-18T15:58:41Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> Zunächst konnte nachgewiesen werden, dass der Aufstieg der Magnetstange nicht durch eine geradlinige Bewegung entlang der Oberfläche, sondern durch eine ungleichmäßigen Rotation um einen sich ständig verschiebendem Kontaktpunkt erfolgt.Diese Rotation führt zum „klettern“ der Magnetstange entlang der angetriebenen Stange.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3537 2025-06-18T15:45:24Z

<p>IbrohimG: Theorie</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf. Themenfelder unseres Experimentes sind Magnetismus und Mechanik.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> $$R_d$$=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> $$D$$=Durchmesser der Magnetstange<br /> <br /> Zusätzliche Parameter die wichtig sind:<br /> <br /> Magnetfeld der Magnetstange<br /> <br /> $$F_r$$ =Reibungskraft<br /> <br /> $$m$$ =Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Experiments konnten wir mehrere wichtige Erkenntnisse über den Mechanismus ees Magnetaufzugs gewinnen. Wir konnten unsere Überlegungen prüfen, sowohl auch neue Eigenschaften des Phänomens aufzeigen.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|mini|ohne]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|mini|ohne]]<br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|mini|ohne]]<br /> ==Daten==<br /> <br /> <br /> ....<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition|84x84px]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''&lt;big&gt;Fehlerbetrachtung:&lt;/big&gt;'''<br /> <br /> -Während so gut wie aller Messungsprozesse kam es vor, dass die Magnetstange zufällig auf der ferromagnetischen Stange öfters während eines Messprozesses kurzzeitig nach unten gerutscht ist. Dies kam an bestimmten Stellen auf der ferromagnetischen Stange öfter als an anderen Stellen vor was schließen lässt, dass die Oberfläche stark auf der ferromagnetischen Stange variiert hat. Zusätzlich dazu muss man erwähnen, dass die Magnetstangen( je nach Durchmesser und Länge der Stange unterschiedlich) vor allem bei niedrigeren Drehungsgeschwindigkeiten der ferromagnetischen Stange, dieses Phänomen aufgewiesen haben.<br /> <br /> -Ein Parallaxefehler lag ebenfalls vor, jedoch wurde dieser relativ stark reduziert durch eine größere Entfernung zwischen Handy und dem Versuchsaufbau und einem höheren Zoom vom Handy auf den Aufbau<br /> <br /> -Unsere Messdaten zu den Geschwindigkeiten der Magnetstange wurde durch die Tracker App ermittelt. Beim Messprozess in der Tracker App sind zufällige Fehler entstanden da zum einen viel Handarbeit nötig war und die Auflösung in der App sehr niedrig bzw. nicht ausreichend hoch für eine genauere Messung war.<br /> <br /> - Durch den gesamten Projekt bzw. Messverlauf sind zum Teil kleine Stückchen der Magneten abgebrochen was die Magnetfelder verändert hat<br /> <br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> [https://www.youtube.com/watch?v=k0oNkO2YI-w Video zum Stick slip prinzip]</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3530 2025-06-17T19:44:33Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> Fr=Reibung<br /> <br /> Rd=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> m=Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Projekts wurde deutlich, dass die Aufwärtsbewegung der Magnetstange nicht durch eine einzige Ursache erklärt werden kann. Bei diesem Experiment ist das Zusammenspiel zwischen Reibung, Gewichtskraft, Rotation und aus dem daraus entstandenem Drehmoment.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|links|mini]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3529 2025-06-17T19:44:19Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> Fr=Reibung<br /> <br /> Rd=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> m=Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Im Verlauf unseres Projekts wurde deutlich, dass di Aufwärtsbewegung der Magnetstange nicht durch eine einzige Ursache erklärt werden kann. Bei diesem Experiment ist das Zusammenspiel zwischen Reibung, Gewichtskraft, Rotation und aus dem daraus entstandenem Drehmoment.<br /> <br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|links|mini]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

IbrohimG https://phyxz.herder-oberschule.de/index.php?title=Climbing_Magnets&diff=3527 2025-06-17T19:38:10Z

<p>IbrohimG: /* Theorie */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> In unserem Experiment, welches von dem diesjährigen GYPT gestellt wurde, geht es um ein besonderes physikalisches Phänomen wobei scheinbar wie durch Magie eine Magnetstange anfängt nach oben zu schweben, was genau dahinter steckt klären wir in diesem Artikel auf.<br /> <br /> Die konkrete Aufgabe des GYPT für das Projekt 04 Climbing Magnets lautet wie folgt:<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Untersuchte Parameter:<br /> <br /> Fr=Reibung<br /> <br /> Rd=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> m=Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurdn.<br /> ==Aufbau==<br /> [[Datei:Versuchsaufbau climbing magnets.png|mini|448x448px]]<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> Um die ausgewählten Parameter zu untersuchen haben wir mehrere Neodymmagnetenstangen verwendet, die sich in ihrem Durchmesser und ihrer Länge unterschieden haben. <br /> [[Datei:Stange(D=1cm, L=12,8cm)..png|ohne|mini]]<br /> [[Datei:Stange(D=1,5, L=12,8cm).png|ohne|mini]]<br /> Um die Reibungskraft der Magnetstangen zu messen haben wir mithilfe eines Kraftmesser die Magnetstange an der ferromagnetischen Stange gleichmäßig per Hand entlang gedrückt.<br /> [[Datei:Reibungsmessungsaufbau.png|links|mini]]<br /> Force sensor=Kraftmesser<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Um die tatsächlich wirkende Reibungskraft zu messen haben wir einen Kraftmesser über eine Schnur mit der Magnetstange verbunden und die ferromagnetische Stange gedreht.<br /> [[Datei:Messen der tatsächlich wirkenden Reibungskraft.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Das Drehmoment in Richtung △X wurde mithilfe eines Geodreiecks, der Magnetstange, einer Schnur die per Hand bewegt bzw. gezogen wurde und mit der Magnetstange verbunden war und einem Bildschrim im Hintergrund der die Kraft anzeigte, ermittelt.<br /> [[Datei:Drehmoment nach delta X.png|links|mini]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==Daten==<br /> [[Datei:Simulierte Kraft zur Neutralposition.png|mini|Simulierte Kraft zur Neutralposition]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

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<p>IbrohimG: /* Erfolge */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Magneten werden normalerweise durch direkte Anziehung und Abstoßung bewegt. In unserer Untersuchung haben wir probiert, wie man Magneten mithilfe einer rotierende Stange Höhe bewegen zu lassen. Dabei können wir zeigen, dass die rotierende Stange die Magnetfelder so beeinflusst werde, dass eine Aufwärtsbewegung der Magneten entsteht. Genau darum ging es in der 4. Aufgabe von German Young Physis Tournament, welches denn Namen Climbing Magnets trägt.<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Parameter:<br /> <br /> Fr=Reibung<br /> <br /> Rd=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> m=Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Aufbau==<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Teilnahme an GYPT Bundesrunde.<br /> <br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

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<p>IbrohimG: /* Aufbau */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Magneten werden normalerweise durch direkte Anziehung und Abstoßung bewegt. In unserer Untersuchung haben wir probiert, wie man Magneten mithilfe einer rotierende Stange Höhe bewegen zu lassen. Dabei können wir zeigen, dass die rotierende Stange die Magnetfelder so beeinflusst werde, dass eine Aufwärtsbewegung der Magneten entsteht. Genau darum ging es in der 4. Aufgabe von German Young Physis Tournament, welches denn Namen Climbing Magnets trägt.<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Parameter:<br /> <br /> Fr=Reibung<br /> <br /> Rd=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> m=Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Aufbau==<br /> Unser Versuchsaufbau besteht grundsätzlich aus einer vertikal ausgerichteten ferromagnetischen Stange die fest mit einem Labormotor verbunden ist und von diesem angetrieben werden kann, wobei der Labormotor über Tischklemmen an einem Tisch befestigt ist. Die ferromagnetische Stange wird außerdem an ihrem oberen Ende, durch eine zusätzlich am Tisch befestigte Stange, stabilisiert. An der ferromagnetischen Stange befindet sich senkrecht eine aus Neodym-Dauermagneten bestehende Magnetstange (dann horizontal ausgerichtet), welche durch eine nicht-ferromagnetische Messleiste (welche parallel zu der ferromagnetischen Stange aufgestellt wird) in ihrer horizontalen Rotation um die ferromagnetische blockiert wird.<br /> <br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

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<p>IbrohimG: /* Thema */</p> <hr /> <div><br /> ==Thema==<br /> Magneten werden normalerweise durch direkte Anziehung und Abstoßung bewegt. In unserer Untersuchung haben wir probiert, wie man Magneten mithilfe einer rotierende Stange Höhe bewegen zu lassen. Dabei können wir zeigen, dass die rotierende Stange die Magnetfelder so beeinflusst werde, dass eine Aufwärtsbewegung der Magneten entsteht. Genau darum ging es in der 4. Aufgabe von German Young Physis Tournament, welches denn Namen Climbing Magnets trägt.<br /> <br /> Attach a rod assembled from cylindrical neodymium magnets horizontally to a vertical ferromagnetic rod. Limit the motion of the magnets to the vertical direction. When the ferromagnetic rod is spun around its axis of symmetry, the magnetic rod begins to climb up. Explain this phenomenon and investigate how the rate of climbing depends on relevant parameters.<br /> <br /> Deutsche Übersetzung: Befestige eine Stange, die aus zylindrischen Neodym-Magneten zusammengesetzt ist, waagrecht an einer senkrechten ferromagnetischen Stange. Begrenze die Bewegung der Magnete auf die vertikale Richtung. Wenn die ferromagnetische Stange um ihre Symmetrieachse gedreht wird, beginnt die magnetische Stange aufzusteigen. Erkläre dieses Phänomen und untersuche, wie die Aufstiegsgeschwindigkeit von den relevanten Parametern abhängt.<br /> <br /> Parameter:<br /> <br /> Fr=Reibung<br /> <br /> Rd=Drehgeschwindigket der angetriebenen Stange<br /> <br /> m=Masse<br /> <br /> ==Theorie==<br /> Hier stehen die grundlegenden Erkenntnisse, die in Eurem Projekt erzielt wurden.<br /> ==Aufbau==<br /> Mit diesem Aufbau wurden Eure Messungen durchgeführt. Dieser Abschnitt lebt von guten(!) Fotos bzw. Skizzen.<br /> <br /> Anfängliche Aufbauten, die später verworfen wurden, können erwähnt werden aber müssen ausgiebig betrachtet werden.<br /> ==Daten==<br /> Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!<br /> ==Fazit==<br /> Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.<br /> ==Erfolge==<br /> Habt Ihr an Wettbewerben teilgenommen? Wie weit seid Ihr gekommen?<br /> ==Quellen==<br /> Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!</div>

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