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Ingenieurwesen » Selbstbau-Projekte » magnetisch-mechanisches Perpetuum mobile - wo ist der Denkfehler?
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Kein bestimmter Bereich magnetisch-mechanisches Perpetuum mobile - wo ist der Denkfehler?
Theo
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Dabei seit: 04.11.2006
Mitteilungen: 38
  Themenstart: 2009-11-06

Mir geht gerade folgendes Gedankenexperiment durch den Kopf, und leider weiß ich zu wenig über Magneten, um den Denkfehler zu finden: Bild Man stelle sich eine horizontal drehbar gelagerte Kreisscheibe vor. Auf dieser Scheibe sind kleine Magneten (im folgenden sollen alles Permanentmagneten sein) befestigt, sagen wir bei "12 Uhr", bei "3 Uhr", bei "6 Uhr" und bei "9 Uhr" (sollte für den Anfang reichen). Die Magnete sind so herum befestigt, dass jeweils ihr Nordpol gegen und der Südpol mit dem Uhrzeigersinn orientiert ist. Nun bringen wir "tangential links von 12 Uhr bzw. außerhalb der Uhr bei kurz vor 11" ein stark inhomogenes B-Feld in die Nähe der Kreisscheibe, z.B. ein (langer) Stabmagnet, dessen Nordpol nach rechts weist und dessen Südpol weit genug entfernt ist, um das Experiment nicht wesentlich zu stören. 1) Der Magnet, der gerade bei 12 Uhr ist, schaut mit seinem Nordpol zum Nordpol des externen Magneten, erfährt also eine Abstoßung. Folge: Bewegung im UZS. 2) Der Magnet, der gerade bei 9 Uhr ist schaut mit seinem Südpol zum Nordpol des externen Magneten, wird also angezogen. Ebenfalls im UZS. 3) Aufgrund der Trägheit rauscht dieser Magnet nun am externen Nordpol vorbei, kehrt ihm wiederum seinen Nordpol zu und wir sind zurück bei Situation (1). Kreislauf. Nur: Woher nimmt der externe Magnet (bzw. sein Feld) die Energie, die kleinen Magneten die ganze Zeit auf diese Weise anzuziehen bzw. abzustoßen? Wird er durch diesen Vorgang irgendwann "schwächer"? (Umpolung durch externen Einfluss)... Oder was übersehe ich da? [ Nachricht wurde editiert von Theo am 06.11.2009 23:15:05 ]

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Folgende Antworten hat der Fragensteller vermutlich noch nicht gesehen.
Er/sie war noch nicht wieder auf dem Matheplaneten
Gockel
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  Beitrag No.1, eingetragen 2009-11-06

Hi. Der Haken ist Punkt (3). Die Trägheit ist von der Geschwindigkeit der Drehung abhängig, also von der Kraft, mit der der "vorherige" Magnet vorher weggestoßen wurde. (tendenziell sogar etwas kleiner wegen Reibung etc.) Diese Kraft ist genauso groß wie die Kraft, mit der der "neue" Magnet jetzt angezogen wird. Das bremst die Drehung wieder in etwa genauso stark wie sie vorher beschleunigt wurde. Auf lange Sicht und bei vernachlässigter Reibung wird sich eher ein Gleichgewicht einstellen, wo die Scheibe stillsteht und sich die Kräfte aus Abstoßung und Anziehung zwischen den Magneten die Waage halten. mfg Gockel.

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Wauzi
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  Beitrag No.2, eingetragen 2009-11-07

Hallo, dies liegt an der Wechselwirkung der kleinen Magnete untereinander. Die Frage der Tragheit ist bedeutungslos, denn würde es funktionieren, dann müßte sich das System von selbst in Bewegung setzen. Dies könnte man auch vermuten: Folgende überlegung: Der Stabmagnet ist genau bei "neun Uhr", ein Magnet 1 bei acht Uhr und Magnet 2 bei 8,5 Uhr. Kraft Magnet 1 - Stabmagnet: N von Magnet 1 weiter weg als S vom Stabmagnet, also Anziehung also Drehung..... Aber: S von Magnet 1 weiter weg als N von Magnet 2 vom Stabmagnet, also Abstoßung. Damit werden die Kräfte weitgehend neutralisiert. Jetzt gehen wir näher zum Stabmagneten Ist ein kleiner Magnet unmittelbar am Magneten, ergibt sich die Drehung, wenn S unterhalb ist, weil die anziehende Kraft von S wegen der Nähe größer ist, als die abstoßende von N. Sobald S oberhalb und N unterhalb, wirkt die anziehende Kraft von S und die stärkergewordene abstoßende Kraft von N drehungsshemmend. Mach Dir das mal mit einem Kräftediagramm klar. Zeichne zwei Magnete, je oberhalb bzw unterhalb vom Stabmagneten, zeichne maßstäblich die Kräfte ein, verwende dabei die entsprechende Formel für den Zusammenhang zwischen Kraft und Abstand und dann kommt eine schöne Addition von Kräften... Gruß Wauzi

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