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Maxwellsche Scheibe

Klassische Mechanik, Maxwellsches Rad, eine Scheibe, an deren Achse zwei Schnüre angebracht sind. Rollt man die beiden Schnüre auf und lässt die Scheibe dann los, so bewegt sie sich aufgrund der Erdanziehung beschleunigt nach unten, wobei sie zu rotieren beginnt. An der Maxwellschen Scheibe kann man sehr gut das dritte Newtonsche Gesetz (actio et reactio) demonstrieren. Dazu befestigt man die Maxwellsche Scheibe an einer Balkenwaage, die mit einem Gewicht so eingestellt wird, dass sie bei abgerollten Schnüren gerade im Gleichgewicht ist und das Gewicht der Scheibe somit keine Rolle mehr spielt. Rollt man nun die Schnüre auf und lässt die Scheibe los, so bewegt sie sich beschleunigt nach unten und die Balkenwaage zeigt einen Ausschlag nach oben, da der Waagenbalken eine Kraft nach oben ausüben muss, welche die durch die Beschleunigung nach unten verursachte Kraft gerade kompensiert. Sind die Schnüre abgerollt, so geht die Abwärtsbewegung sprunghaft in eine Aufwärtsbewegung über, was einer starken Beschleunigung nach oben entspricht; die Balkenwaage schlägt somit stark nach unten aus. Während der Aufwärtsbewegung wirkt, wie bei der Abwärtsbewegung auch, eine Beschleunigung nach unten (da die Geschwindigkeit der Scheibe immer weiter abnimmt), d.h. die Waage schlägt auch in diesem Bewegungsabschnitt im Sinne von »leichter« aus.

Maxwellsche Scheibe

Maxwellsche Scheibe: Maxwellsche Scheibe an einer Balkenwaage. Die Waage ist so eingestellt, dass das Gewicht der Scheibe bei abgerollten Schnüren gerade kompensiert wird. Während der Ab- sowie der Aufwärtsbewegung der Scheibe schlägt die Waage im Sinne von »leichter« aus. Nur am unteren Umkehrpunkt der Scheibe erscheint die Scheibe schwerer. 1: Waagenbalken, 2: Gewicht, 3: Maxwellsche Scheibe, 4: Schnüre.

 

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