Hans: Physik: Discokugel, Lichtpunkte mit unterschiedlicher Geschwindigkeit

Hi Leute,

ich hätte mal eine physikalische Frage: Neulich war ich auf einem Konzert, wo eine rotierende Discokugel installiert war und ihre Lichtpunkte an die Wände projeziert hat, welche sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt haben. An einigen Stellen des Raumes gab es Vorsprünge in der Wand, die in den Raum hineingeragt haben. Sobald die Lichtpunkte auf den Vorsprung getroffen sind und sich abseits der sonstigen Bewegungsrichtung für einen kurzen Moment an der Seitenwand des Vorsprungs auf die Mitte des Raumes gerichtet bewegt habe, hat ihre Bewegungsgeschwindigkeit (scheinbar) massiv zugenommen. Sobald sie diesen Winkel und die Strecke überwunden haben, bewegen sie sich auf der Wand normal weiter. Kann mir jemand ein Stichwort geben, wo ich etwas dazu nachlesen kann?

Vielen Dank! (btw: Hier setze ich einen Zeilenumbruch, der weder in der Vorschau noch im geposteten Beitrag berücksichtigt wird->Bug?)
Hans

Edit Rolf B: RTFH. Zeilenumbruch ohne Paragraph erreicht man mit zwei Leerstellen am Zeilenende.

  1. Moin,

    An einigen Stellen des Raumes gab es Vorsprünge in der Wand, die in den Raum hineingeragt haben. Sobald die Lichtpunkte auf den Vorsprung getroffen sind und sich abseits der sonstigen Bewegungsrichtung für einen kurzen Moment an der Seitenwand des Vorsprungs auf die Mitte des Raumes gerichtet bewegt habe, hat ihre Bewegungsgeschwindigkeit (scheinbar) massiv zugenommen.

    Also wenn die Winkelgeschwindigkeit beziehungsweise die Drehgeschwindigkeit der Discokugel gleich bleibt, müssten sich die Lichtpunkte auf dem Vorsprung relativ langsamer bewegen da der Radius kleiner wird.

    Da der Radius der Proportionalitätsfaktor zwischen Bahngeschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeit ist (v = ωr) muss die Geschwindigkeit des Lichtpunkt abnehmen. Der Abstand von dem Vorsprung zur Discokugel ist kleiner also wird die Bahngeschwindigkeit des Lichtpunktes bei gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit ebenfalls geringer.

    Gruß
    Jo

    1. Hallo Jo,

      grundsätzlich hast Du recht, aber hast Du das Wort "Seitenwand" gelesen?

      Rolf

      -- sumpsi - posui - clusi
      1. Hey,

        grundsätzlich hast Du recht, aber hast Du das Wort "Seitenwand" gelesen?

        Achso, da. Ja, meine Theorie widersprach der Aussage und je öfter ich die Frage gelesen habe desto fester klammerte ich mich an die Theorie.

        Deine Illustration ist aber sehr gelungen.

        Falls die mathematische Antwort noch benötigt wird könnte ich die vielleicht heut Nachmittag oder Abend liefern. Obwohl das ein einfacher Pythagoras ist mit der Bedingung, dass die Bahngeschwindigkeit orthogonal auf dem Radius steht.

        Gruß
        Jo

  2. Hallo Hans,

    mach Dir eine Skizze und zeichne dort die reflektierten Strahlen in 5 oder 10 Grad-Schritten ein. Du wirst feststellen, dass der Abstand zwischen zwei Lichtpunkten an der tangential verlaufenden Wand geringer ist als an der eher radial verlaufenden Wand.

    Wäre der Vorsprung transparent, würdest Du an der Außenwand eine (in etwa) gleich bleibende Geschwindigkeit sehen. Der Ort des Leuchtpunktes am Vorsprung bestimmt sich aber so, dass man den Schnittpunkt der Vorsprungwand mit dem Lichtstrahl sucht, und weil die Wand zum Lichtstrahl hingedreht ist, sind die Abstände größer. Du kannst Dir das so vorstellen, dass zur Winkeländerung des reflektierten Strahls noch die „Verdrehung“ der Seitenwand zur Raumwand hinzukommt.

    Illustration. Verwende den Schieberegler links, um den betrachteten Reflexionspunkt zu ändern und damit den Verlauf des Lichtstrahls. Beobachte die Abstände der Auftreffpunkte.

    Rolf

    -- sumpsi - posui - clusi
  3. Guck mal nach Skisprungeffekt. Beim Aufprall des Spingers auf den Hang gibt es auch 2 Geschwindigkeiten, eimmal virtuell in horizontale Richtung und einmal reell am geneigten Hang. Rechnet sich irgendwie übern Tangens. MFG

    1. Hallo,

      danke für die Antworten und auch die grafische Darstellung.

      Gruß Hans