13 Vortex pendulum

Aufgabenstellung

A pendulum with a vertically oriented cylindrical bob is suspended above a channel of flowing water. When the bob is partially submerged, the flow may cause the pendulum to oscillate in a direction perpendicular to the flow. Explain this phenomenon and determine how it depends on relevant parameters.

Leitfragen

Die folgenden Leitfragen und Tipps sind als Inspiration für den Projektbeginn gedacht. Du kannst für deine Forschung und deine Präsentation eigene Schwerpunkte überlegen und setzen.

• Was passiert mit dem gleichmäßigen Wasserfluss, sobald das Pendel hinein gelegt wird? Welche Wirbel entstehen?
• Welche Kräfte wirken auf das Pendel im fließenden Wasser? Wieso bleibt das Pendel nicht in der Mitte der Strömung?
• Welche Bewegungen führt das Pendel im Wasser aus? Wie können diese beschrieben und gemessen werden?
• Welchen Einfluss hat die Fließgeschwindigkeit, Eintauchtiefe und Zylindergeometrie auf die Pendelbewegung? Welche weiteren Parameter ändern die Bewegung?