Physik

Die Schubkurbel

Drehen in Schieben, und das ist jeder Motor, der je gebaut wurde.

Ein Speichenschwungrad auf einem gegossenen Ständer dreht eine Kurbel, die einen Schlitten an seiner Führung entlangschiebt, Position und Geschwindigkeit des Schlittens abgelesen.

Eine Kurbel, eine Pleuelstange und ein Schieber: der Mechanismus in jedem Kolbenmotor und jeder Pumpe. Die Kurbel dreht gleichmäßig, der Schieber bewegt sich ganz und gar nicht gleichmäßig — auf halbem Weg ist er am schnellsten, an beiden Enden steht er still, und er verweilt an einem Ende länger als am anderen, wenn die Pleuelstange nicht sehr lang ist.

Der Hub ist zweimal der Kurbelradius, gleich wie lang die Pleuelstange ist. Die Länge der Pleuelstange ändert, wie ungleichmäßig die Bewegung ist, nicht wie weit sie geht.

GrößeWie es gerechnet wird
Hub2 × Kurbelradius
Lage des Schiebersr cos θ + √(l² − r² sin² θ)

Setze in der App ein Messgerät auf den Schieber und zeichne seine Lage über der Zeit auf. Es ist beinahe eine Sinuswelle, und worin es keine ist, das ist die Länge der Pleuelstange.

Öffne in der App die Szene Kurbel und Kolben, um das hier laufen zu sehen.

Der Rest