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Versuchsdurchführung
Ein spezieller Kreisel der Firma Leybold besteht aus einer Metallfelge mit ca. 60cm Durchmesser, die auf der Spitze Ihrer Achse drehbar auf einem stabilen Fuß gelagert ist.
Der Schwerpunkt des Kreisels kann dabei durch verschieben der Felge auf der Achse nach oben bzw. unten aus dem Auflagepunkt verschoben werden.
a) Schwerpunkt im Auflagepunkt
Der Kreisel wird zu Beginn im Schwerpunkt gelagert. Dies wird dadurch gezeigt, dass der ruhende Kreisel in beliebigem Neigungswinkel nicht kippt, sondern ortsfest bleibt.
Die Felge wird nun in Rotation versetzt und es kann gezeigt werden, dass bei beliebigem Neigungswinkel des Kreisels keine Präzessionsbewegung auftritt.
b) Präzession
Der Schwerpunkt des Kreisels wird nun aus dem Auflagepunkt verschoben, indem die Position der Felge auf der Achse verändert wird.
Wird der Kreisel nun in Rotation versetzt, so präzediert die Achse der Felge bzw. die Drehimpulsachse um die senkrechte Achse durch den Auflagepunkt.
Es kann gezeigt werden, dass die Drehrichtung der Präzession davon abhängt, ob der Schwerpunkt oberhalb oder unterhalb des Auflagepunktes liegt.
Weiterhin kann auch gezeigt werden, dass die Drehrichtung der Präzession auch vom Drehsinn des Kreisels abhängt.
c) Nutation
Der Kreisel wird in seinem Schwerpunkt gelagert und anschließend in Rotation versetzt. Ein kurzer seitlicher Schlag gegen die Achse des Kreisels führt zur reinen Nutation des Kreisels.
d) Nutation und Präzession
Der Kreisel wird außerhalb des Schwerpunktes gelagert und anschließend in Rotation versetzt. Aufgrund der Lagerung außerhalb des Schwerpunktes, präzediert der Kreisel nun um die senkrechte Achse durch den Auflagepunkt. Ein kurzer seitlicher Schlag gegen die Achse des Kreisels führt nun dazu, dass der Kreisel zusätzlich eine Nutationsbewegung ausführt, die der Präzession überlagert ist.