Ph 08

Zusatzaufgabe

Balance-Akt

Kopfball vom 6. September 1998

Kopfball ist reif für den Zirkus: Mehrere Akrobaten zeigen beeindruckende Balance-Akte: Ein Clown aus Papier tanzt mit seiner Nase auf einer spitzen Nadel. Zwei Gabeln sind mit ihren Zinken an einem Knopf verhakt und schweben auf dem Tassenrand. Außerdem zeigt eine Weinflasche, wie sie ihren ganzen Körper waagerecht balanciert – festgehalten nur mit ihrem Hals an einem schrägen Holzbrett:

1. Wie ist es möglich, dass der Kopfball-Zirkus diese Kunststückchen vollführen kann?

2. Worin liegt der prinzipielle Unterschied zwischen den Balance-Akten von Clown und Gabeln sowie der Weinflasche?

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Die Erklärung für die Balance-Akte von Clown und Gabeln ist der "verborgene" Schwerpunkt der Figuren. Dieser liegt nämlich unter den jeweiligen Auflagepunkten (Bleistiftspitze bzw. Tassenrand): Beim Clown wird dies z.B. durch zwei Pfennigstücke an den Rückseiten seiner Hände erreicht (s. Abb.):

Die beiden Pfennige sind viel schwerer als der Rest der leichten Papierfigur. Dadurch liegt der Schwerpunkt des Clowns unter dessen Auflagepunkt (nämlich der Bleistiftspitze). Der Clown hängt also eher (fast wie in einer Schaukel) als dass er einen Kopfstand macht – zumindest gewichtsmäßig betrachtet. Er hat die energetisch günstigste Position eingenommen, und man kann ihn sogar ein wenig anstuppsen: Er schwingt dann einige Male hin und her, bis er wieder in seiner Ruheposition ist.
Bei den beiden Gabel gilt dasselbe Prinzip: Sie hängen ein bisschen nach unten, so dass sich der Schwerpunkt unter dem Auflagepunkt befindet.
Bei dem aufsehenerregenden Weinflaschenhalter ist es etwas anders: Hier liegt der Schwerpunkt über dem Auflagepunkt. Wieso kippt das ganze System aber selbst beim Antippen nicht um? Nun, es ist der gleiche Grund, wieso eine stehende Flasche auch nicht so ohne weiteres umfällt: Die Auflagefläche ist groß genug. Denn natürlich hat eine stehende Flasche ihren Schwerpunkt auch über dem Auflagepunkt. Anders ist es, wenn Sie versuchen, die Flasche auf den Kopf zu stellen. Dann kann sie leicht umkippen, weil die Auflagefläche nunmehr klein ist. Und auch der Weinflaschenhalter samt Weinflasche wird fallen, wenn Sie durch genügendes Anstoßen den Schwerpunkt soweit verlagern, dass es "einfacher" ist, umzufallen: Denn dann liegen alle Komponenten direkt auf dem Boden (also energetisch betrachtet am günstigsten). Dies ist der Fall, wenn sich der Schwerpunkt um mehr als die halbe Breite des Brettes nach links oder rechts verlagert hat.