Ein hübsches Weihnachtsspielzeug, das vorwiegend aus dem Erzgebirge stammt, ist die sogenannte Weihnachtspyramide. Nach dem Anzünden der Teelichter beginnt sich das Flügelrad und die damit verbundene Plattform mit Krippenfiguren zu drehen.
Hinweis: Einen Vorschlag zum Bau einer einfachen Pyramide findest Du hier.
a)
Erkläre in ein paar Sätzen die Funktionsweise der Weihnachtspyramide.
b)
Erläutere, durch welche einfache Maßnahme man die Drehrichtung des Flügelrades umkehren könnte.
Die von den heißen Kerzen aufsteigende Luft trifft auf die schräg stehenden Flügel des oberen Rades. Die Flügel lenken die Luft ab (z.B. in die fast horizontale Richtung). Dadurch erfahren die einzelnen Flügel durch die abgelenkte Luft einen Rückstoß, der bei guter Lagerung des Rades zu dessen Rotation führt.
Schüler aus der Oberstufe könnten auch mit Hilfe des Impulserhaltungssatzes argumentieren.
b)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 3 Änderung der Drehrichtung
Durch Veränderung der Flügelneigung - in Bezug zur aufsteigenden warmen Luft - kann die Drehrichtung des Rades umgekehrt werden.
