+++ Das Levitron wird derzeit leider nicht hergestellt. Ähnliche Produkte finden Sie weiter unten. +++
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Dieses Produkt besteht aus einem magnetischen Kreisel und einer magnetischen Grundplatte. Versetzt man den Kreisel in schnelle Rotation, so schwebt dieser stabil über der Basis, denn das untere Ende des Kreisels wird von der Grundplatte abgestoßen. Da die Drehbewegung in der Luft mit deutliche weniger Reibung vonstatten geht als auf einer Unterlage, kann der Magnetkreisel im Idealfall bis zu 10 Minuten frei in der Luft rotieren. Auf den Fotos sind ein Levitron aus Kirschholz und eines aus Kunststoff zu sehen.
Das Levitron ist ein physikalisches Spielzeug, dass es seit circa 30 Jahren zu kaufen gibt, aber derzeit leider nicht herstellt wird. Nicht nur der schwebende Kreisel an sich ist dabei verblüffend. Dieses Physikspielzeug ist auch deshalb so interessant, weil es scheinbar dem Earnshaw-Theorem widerspricht. Dieses besagt vereinfacht gesagt, dass man keinen magnetischen Aufbau finden kann, über dem ein Magnet stabil schwebt.
Erklärung zum Levitron
Dabei ist der Drehimpuls eine physikalische Größe, die angibt, welche Richtung und Geschwindigkeit eine Drehbewegung hat. Versucht eine äußere Kraft die Drehachse des Kreisels zu kippen, so beginnt der Kreisel dieser Kraft senkrecht auszuweichen, um so den Gesamtimpuls zu erhalten. Dies führt zu einer Kreisbewegung: der Präzession. Man kann dieses Phänomen bei jedem Kreisel beobachten.
So vermögen Kreisel sich - auch wenn die Schwerkraft oder eine magnetische Kraft an ihnen zieht - immer wieder neu aufzurichten. Am Ende fällt der Magnetkreisel, weil er durch die Reibung der Luftmoleküle immer langsamer wird und dadurch schließlich instabil läuft.
Laut Hersteller befindet sich der Kreisel bei ca. 20 bis 26 Umdrehungen pro Sekunde in einer stabilen Lage. Bei mehr als 30 oder weniger als 18 Umdrehungen pro Sekunde wird er instabil. Das bedeuetet, dass sich der Kreisel weder zu schnell noch zu langsam drehen darf.
Dieses Physikspielzeug muss vor jeder Verwendung neu justiert werden. Dies liegt daran, dass Temperaturschwankungen zu einer Veränderung des Magnetfeldes von Kreisel und Basis führen: Je wärmer es ist, desto schwächer wird das Magnetfeld. Kleinste Änderungen können dabei zu spürbaren Effekten führen. Dies gilt zum Beispiel auch für die Erwärmung des Magnetkreisel und der Gewichte durch die Wärme der Hände.
Entscheidend für ein stabiles Schweben ist neben der richtigen Drehgeschwindigkeit des Kreisels auch sein Gewicht. Ist der Kreisel nämlich zu leicht, so fliegt er nach oben weg. Ist er zu schwer, hebt er nicht ab. Auch die Grundplatte muss absolut gerade sein und unter Umständen durch drehen an den Füßen nachjustiert werden.
Lieferumfang
Um den Kreisel stabiliseren zu können, gehören zu einem Levitron neben der Grundplatte, dem Holzaufsatz bzw. der Schwebehilfe und dem Magnetkreisel selbst mehrere Scheiben mit einem Gewicht von 0,06 bis 3 g:
2 große Messingscheiben (3,0 g)
3 kleine Messingscheiben (1,0 g)
2 rote Plastikscheiben (0,4 g)
1 grüne Plastikscheibe (0,2 g)
2 gelbe Plastikringe (0,1 g)
2 Gummiringe (0,06 g)
Anleitung
Zur Vorbereitung stellt man das Levitron auf einen Tisch. Es sollten sich keine metallischen Gegenstände in der Nähe befinden. Die Schwebehilfe aus Holz wird auf das Zentrum gesetzt (nicht eingelegt). Oben befindet sich dabei die glatte Seite (ohne Einfräsung). Das Andrehen des Kreisels sollte man fernab der Grundplatte zunächst üben, da der Kreisel relativ schwer ist, aber nur mit eine hohen Umdrehungszahl zum Schweben gebracht werden kann.
Beim Andrehen ist neben einer ausreichend hohen Drehzahl darauf zu achten, dass der Kreisel in der Mitte des Levitron senkrecht rotiert und er sich im Kontakt mit der Unterlage befindet. Er darf also beim Andrehen nicht angelüpft werden.
Dreht der Magnetkreisel schließlich stabil auf der Schwebehilfe, so hebt man diese vorsichtig an, bis der Kreisel abhebt und zu schweben beginnt. Am besten stützt man die Hände seitlich ab (s. Video). Selbst wenn der Kreisel instabil zu laufen scheint, so kann er sich beim Anheben noch stabilisieren.
- Springt der Kreisel zur Seite weg, steht die Grundplatte schief. Diese muss dann nachjustiert werden.
- Springt der Kreisel nach oben weg, so ist er zu leicht und benötigt mehr Gewicht. Das Gegenteil ist der Fall, wenn er gar nicht abheben will.
- Sobald der Kreisel schwebt, dreht man die Schwebehilfe um, so dass der Magnetkreisel in der Kuhle landen kann.
Achtung: Bis der Kreisel stabil läuft braucht es etwas Geduld und Geschicklichkeit. Um zu verhindern, dass der Magnetkreisel beim Sturz Schaden nimmt, kann man etwas Weiches um das Levitron herum legen wie zum Beispiel einen Schal oder ein Tuch. Fällt der Kreisel auf das Holz, kann dies zu Macken führen. Ggf. muss man das Holz beim Üben schützen.