14 Gee-Haw Whammy Diddle

Aufgabenstellung

A gee-haw whammy diddle is a mechanical toy consisting of a simple wooden stick and a second stick that is made up of a series of notches with a propeller at its end. When the wooden stick is pulled over the notches, the propeller starts to rotate. Explain this phenomenon and investigate the relevant parameters.

Video

Leitfragen

Experiment

  • Starte deine Untersuchungen am Besten, indem du dein eigenes “Gee-Haw Whammy Diddle” baust. Sinnvoll wäre es, ein möglichst leicht reproduzierbares Objekt zu entwickeln, was es dir leichter macht neue Versuche mit veränderten Parametern durchzuführen.
  • Nun probierst du einige Variationen deines Versuchaufbaus aus, damit du grob weißt, auf welche Parameter es ankommt. Dabei solltest du dein Augenmerk auf Parameter legen, welche Rotationsgeschwindigkeit bzw. Rotationsrichtung des Proppelers beeinflussen.
  • Ist es zudem wichtig, dass sich der Finger, welcher laut dem Video maßgeblich für die Rotation ist, mit dem oberen Stecken auf- und abbewegt oder reicht ein stationäres Drücken?

Theorie

Nach deinen ersten Erkenntnissen, solltest du versuchen deine Ergebnisse in einer Theorie zu erklären. Hierzu einige Anregungen:

  • Welche Bewegung wird durch das Reiben der Rillen verursacht? Wie lässt sich diese mathematisch beschreiben?
  • Wie im Video vermutet, spielt das Anlegen des Fingers während der Auf - und Abbewegung eine Rolle. Hat diese Kraft einen wesentlichen Effekt auf den Stab bzw. den Propeller? Wie würde man diese mathematisch beschreiben?
  • Wie kann der Propeller seine Rotationsrichtung ändern, indem man den Finger auf eine andere Seite legt?
  • Am Ende des Steckens ist ein Propeller befestigt, zum Beispiel über einen Nagel. Wie kann durch dieses Verbindungsstück eine Bewegung übertragen werden, die den Propeller rotieren lässt? Welche Parameter spielen dabei eine Rolle?

Theorie vs Experiment

  • Nachdem du eine Theorie entwickelt hast, solltest du durch stichhaltige Experimente deine Überlegungen festigen. Variiere zum Beispiel Parameter systematisch und überprüfe, ob deine Messungen mit deiner Theorie vereinbar sind.

Literatur