Ein Motor aus Kondomen ... ... ausgetestet von der Physikolympiade!
Latex (Kondome, Handschuhe usw.) hat die Eigenheit, sich bei Erwärmung nicht auszudehnen, sondern sich zusammenzuziehen. Darauf basiert der im Video gezeigte Latexmotor. Mehr Videos und Infos auf http://www.physikolympiade.at!
Der Aufbau besteht aus einem allseits bekanntem Hula-Hup Reifen, der über Speichen aus gespannten Kondomen mit einer Drehachse (hier: das Rad eines Inlineskaters) verbunden ist. Die Kondom müssen alle gleichermaßen und relativ starkt gespannt werden, was man leicht justieren kann: Es geschieht ähnlich wie bei den Saiten einer Gitarre, man spannt die Kondom nach Gehör, bis das Rad ausbalanciert ist..
Das Rad wird mit zwei 500W Baustellenstrahren auf einer Seite bestrahlt, was eine Erwärmung und damit ein Zusammenziehen der angestrahlten Speichen (Kondome) zum Resultat hat. In Folge dessen kommt das Rad aus der Balance (durch eine Verschiebung des Schwerpunktes) und beginnt sich zu drehen.
Abschätzung des Wirkungsgrads:
Das Rad beschleunigt innerhalb der ersten 10 Sekunden auf ca. 2,5 Umdrehungen pro Minute: f = 0,042 Hz.
Die Rotationsenergie beträgt E = ½ I ω2 mit I = I1 + I2 : I1 = Hula-Hup-Reifen = Hohlzylinder = ½ m (r12+r22) = ½ 0,306 (0,3452 + 0,3652) = 0,039 kg m2 I2 = Achsrad = Vollzylinder = ½ m r2 = ½ 0,581 0,0762 = 0,001678 kg m2
I = 0,04 kg m2
E = 0,00141 J
Die zugeführte Lichtenergie beträgt E = P t = 1000 * 10 = 10 000 J
daraus ergibt sich eine ungefähre Größenordnung für den (natürlich nicht sehr guten) Wirkungsgrad:
η = 0,00141 / 10 000 ≈ 1,4·10-7 = 0,000 014 %
(Text von Alessandro Lackner, Berechnungen von Theresa Auer, beide 6a)
Sonnenfinsternis am 4.1.2011
