Der Wackel-Dackel

Der Kopf des Hundes ist wie eine Schaukel - mit einem langen und schweren Gegengewicht im Körper, in Form einer Schiene die in der Mitte befestigt ist. Der Kopf des Hundes ist der sichtbare Teil einer solchen Schiene. Das Gegengewicht hat eine verstellbare Länge, so dass es möglich ist den Schwerpunkt genau einzustellen. Der Schwerpunkt befindet sich unter dem Aufhängepunkt, aber liegt in seiner Nähe.

1. Das dauerhafte bzw. nicht dauerhafte Gleichgewicht wird durch die Kräftevektoren (genauer gesagt ihre Momente) angezeigt: Im Wackel-Dackel oder einem ausgelenkten Bügel wächst das Drehmoment (also das Produkt aus der Kraft und der Armlänge) je weiter der Bügel ausgelenkt wird. Dieses Moment versucht das Gleichgewicht wiederherzustellen. In einer Schaukel wächst das Drehmoment mit der Neigung, aber wirkt in dieselbe Richtung wie diese - das Gleichgewicht ist nicht dauerhaft, es sei denn die Schaukel hat seinen Aufhängepunkt oberhalb der Arme wie auf diesem Foto zu sehen.

2. Das langsame Wackeln des Dackels ergibt sich aus der Formel:

Hierbei bezeichnet I das Trägheitsmoment mit I = (1/12)ml² für einen mittig aufgehängten Stab, l die Länge des Stabes und r die Entfernung zwischen dem Schwerpunkt und dem Aufhängepunkt. Da r jklein und l groß ist und damit auch I groß ist, wackelt der Dackel nur langsam.

Beachte, dass die Masse des Stabes in der obigen Formel keinen Einfluss auf die Schwingungsdauer hat. Doch dank der großen Masse wackelt der Dackel länger: der Luftwiderstand ist relativ gering.

3. Der Kopf ist auf einem kleinen schrägen Haken befestigt. Deshalb fällt der Kopf sogar bei starken Neigungen nicht von seinem Befestigungspunkt runter.

Ein anderes Beispiel für solche "Wackeltiere" sind "Fourier-Käfer", die auch auf die geringsten Schwingungen des Bodens reagieren.

Und jetzt schau dir ein wirklich großes "Wackeltier" an (vor dem Gebäude der Chemie-Abteilung der Freien Universität Berlin).