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 Astronomie – die Wissenschaft
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 Motor und Umsetzung zum Ausgleich der Erddrehung

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Ü B E R S I C H T    
MWaechter Erstellt am: 10.03.2019 : 10:33:01 Uhr
Liebe Forenmitglieder,
Einordnung hier bei Astronomie und Schule erfolgt wegen der stümperhaften Frage, leicht off topic, für einen Schüler; sollte das unpassend sein, bitte umordnen.
Also für ein Schüler-Experimentieren-Projekt, das mit Astronomie nichts zu tun hat, braucht mein Sohn einen Antrieb für eine Platte, z.B. eine altmodische drehbare Snackservierplatte, die etwa 2 kg trägt und sich 1x am Tag drehen soll, um die Erddrehung auszugleichen, so dass die Ausrichtung zur Sonne über den Tag gleich bleibt. Mit dem Ausgleich von, wie heißt es doch gleich, der Lage der Ekliptik zum Himmelsäquator, halten wir uns nicht auf.
Nun habe ich hier im Forum das Wort Rektaszension aufgeschnappt, und vermute, dass ein Motor zur Nachführung beim Sternegucken nachts den Zweck erfüllt, den mein Sohn tags erreichen will. Wir reden hier allerdings nicht von einem Präzisionsgerät, das wäre völlig übertrieben, dafür ist auch kein Geld da.
Mein Mann plädiert für einen Kelriemen zur Umsetzung und einen langsamen Gleichstrom-Modellbau-Motor von einigen Umdrehungen pro Minute, der dann über die Spannung geregelt werden kann, bis es stimmt.
Ich denke, fragen hier im Forum vorab schadet nichts, vielleicht gibt es das als Allerweltslösung, die im Bereich Sternenbeobachtung nur noch geringes Nachjustieren des Benutzers erfordert, bei der angestrebten Anwendung gar keine.
Vielen Dank schon mal!
Grüße
MWaechter
D I E    7   L E T Z T E N    A N T W O R T E N    (Neue zuerst)
MWaechter Erstellt am: 13.03.2019 : 16:49:11 Uhr
(==>)Luzista
Lieber Lutz,
vielen Dank für den Tipp mit der Zeitschaltuhr. Da hat mein Sohn gleich die Machbarkeit überprüft: Eine Zeitschaltuhr, bei der sich ein äußeres Rad mit Stundenskala um einen festen Innenkreis dreht, im Mehrfachstecker mit ein paar Abstandhaltern fixiert, dass nichts kippelt, auf den Rand aus Patafix (wiederablösbare Klebeknete) rundum Erhöhungen geklebt, eine Schale mit einem Netz Apfelsinen (zus. 1,3 kg) auf die Knethubbel gesetzt, und über Nacht hat er es dann laufen lassen - voilà - eine halbe Umdrehung.
Noch nicht witterungsgeeignet, evtl. kein Dauerbetrieb möglich und nur eine Drehrichtung. Aber simpel und billig!
Grüße MWaechter
Kalle66 Erstellt am: 11.03.2019 : 12:13:48 Uhr
Hi,
die Aufgabe lässt sich umformulieren. Man braucht eine Art Uhrwerk mit 24h-Ziffernblatt, für allg. Astronomie genaugenommen mit 24h*364/365, weil die Erde um diesen Faktor schneller dreht = 23h 56min. Der eine Tag weniger entsteht ja, weil die Erde sich einmal im Jahr um die Sonne dreht. Die Bewegung muss wie bei einer Uhr möglichst gleichmäßig erfolgen.

(Bei Experimenten, welche dagegen die Sonnenbahn als Maßstab haben, sind es genau 24h. Der Restfehler entspricht der sog. "Zeitgleichung" der Sonnenzeit, sprich dem Fehler, den Sonnenuhren haben.)

Die Achse muss parallaktisch ausgerichtet werden. D.h. die Drehachse (man nennt sie Stundenachse) muss parallel (kolinear) zur Erdachse sein. Hier in Deutschland mit geografischer Breite von 48° - 54° Nord sieht das entsprechend schief aus.

Mit dem Kugelkopf, der auf der Achse befestigt ist, kann man dann beliebig am Himmel hinschauen.

Für Zeitspannen im Bereich bis etwa 30 Minuten kann man die Drehbewegung durch eine lineare Bewegung ersetzen, getreu dem Motto: Der Sinus für kleine Winkel ist proportional zum Winkel sin(x) = x im Bogenmaß mit 360°= 2*pi(). Sprich, man nimmt eine Gewindestange am Drehteller und dreht diese Stange als Hubstange, bis sie ausgefahren/eingefahren ist. Nach 30 Minuten muss man die dann wieder zurückdrehen und von vorne anfangen. Vorteil: Man nutzt die riesige Untersetzung eines Schneckengetriebes.

Das Experiment hat einen Haken. Die Schwerkraft lässt sich nicht austricksen. Was die Blume an "Arbeit" zwecks Ausrichtung zur Sonne einspart muss sie dann beim sich drehenden Blumentopf gegen die sich ändernde Schwerkraftrichtung aufbringen. Vielleicht sogar mehr, wenn der Blumentopf sich von links nach rechts neigt.
MWaechter Erstellt am: 10.03.2019 : 20:07:17 Uhr
Vielen Dank, Armin und Marcus. Ein Uhrwerk, da hätte ich ja auch mal selbst drauf kommen können. Und der Kamera-Stativkopf-Drehteller ist auch eine gute Idee.
Die Fragestellung ist folgende: Was passiert, wenn eine Blume gegen die Erddrehung gedreht wird, also nichts aufwenden muss, um zur Sonne gerichtet zu sein, und die Kontrolle in anderer Drehrichtung gedreht wird, also doppelt so viel Aufwand wie normal treiben muss, um zur Sonne ausgerichtet zu sein. UV-Licht hat einen Einfluss, deshalb müsste man das Experiment wohl draußen aufbauen.
Ich denke inzwischen auch, dass ein Gleichstrommotor, den man einfach regeln kann, Zahnräder und Zahnriemen schon gut geeignet sind.
Diese Informationen zum Experiment reiche ich nur nach, damit die Sache nicht 'in der Luft hängt'.
Übrigens haben meine Jungs schon mal Hilfe für ein Schüler-experimentieren-Projekt von der Astronomie-Community erhalten: vor bestimmt 12, 13 Jahren hatte der Leiter der Sternwarte Erkrath ('Neanderhöhe') einen Infoabend zum Thema Jugend forscht veranstaltet, und ein junger Mitarbeiter hat dann das Projekt, in dem es um ein Trebuchet ging, nicht um Sternebeobachtung, freundlicherweise betreut. (Die beiden sind natürlich inzwischen aus dem Alter raus, dies ist der Jüngste.)
Grüße
MWaechter
Luzista Erstellt am: 10.03.2019 : 17:35:15 Uhr
An einer Billig-Zeitschaltuhr (für 2 bis 3 €) dreht sich das "Rad" einmal am Tag. Vielleicht genügt das schon, wenn sich der Servierteller leicht dreht?
Die 4 Minuten Abweichung zur Erdrehung könnte man durch den Riementrieb korrigieren (wenn überhaupt erforderlich).

Lutz
MartinB Erstellt am: 10.03.2019 : 12:48:43 Uhr
Hallo MWaechter,

Das scheint ja ein richtiges Familienprojekt zu sein, sowas unterstützen wir natürlich gern.

Wenn die Sonne nachgeführt werden soll, hat das sehr wohl mit Astronomie zu tun. Sie ist schließlich auch ein Stern.

Das Dumme an der Sache mit der Snackservierplatte ist, sie funktioniert nur am Nordpol oder Südpol perfekt. Deutschland muss sie ca. 48-55 Grad schräg gestellt werden, weil die Drehachse immer auf den Himmelspol zeigen muss. Da kann man dann wegen der Neigung nix drauf stellen.

Um euch sinnvoll Tipps geben zu können, sind noch ein paar weitere Infos nötig.
Was wollt Ihr der Sonne nachführen? Wie lange soll die Nachführung ohne Eingriff laufen?
Wie sind bei euch die bastlerischen Möglichkeiten? Ist einfache Materialbearbeitung möglich?

Gruß,
Martin




arminius Erstellt am: 10.03.2019 : 11:39:34 Uhr
Hallo und willkommen hier im Astrotreff.
Bei der Anforderung wäre evtl. ein Uhrwerk hilfreich. Die Stundenachse macht 1 Umdrehung in 12 Std.
Da noch die Übersetzung 1/2 machen dann hat man 1 Umdrehung in 24 Std.
Oder aber ein kleiner Gleichströmer mit entsprechendem Getriebe von Conrad E.
Man muss dann nur etwas Rechnen um noch die restliche Übersetzung auf den Teller zu bringen.

Ohne Basteln geht's eh nicht.

Gruß,
Armin
Mettling Erstellt am: 10.03.2019 : 11:28:37 Uhr
Hallo "MWaechter",

Willkommen im Astrotreff.

Wenn Dein Mann ein bisschen Ahnung von Elektronik und Spaß am basteln hat, wäre ein selbst gebauter Antrieb mit Sicherheit die günstigste Lösung. Wenn Vater und Sohn gemeinsam daran gehen, um so besser. Vielleicht kann man das dann ja sogar als Teil des Projektes deklarieren (und Extrapunkte holen ).

Ansonsten gibt es so etwas natürlich auch fertig zu kaufen, der Suchbegriff für solche Fotografie heißt "Timelapse", da gibt es Antriebe, die einen Stativkopf mit definierbarer Geschwindigkeit drehen lassen. Auch eine Umdrehung in 24 Stunden. Kostet natürlich sein Geld, vor allem wenn das ganze auch etwas Gewicht tragen soll.
Astronomische Antriebe hätten den Vorteil, dass sie eine Kamera nicht nur in der horizontalen Drehrichtung der Sonne nachführen, sondern auch in der Höhe. Morgens und Abends steht sie ja niedriger über dem Horizont als Mittags. Aber wenn das nicht gefordert ist, tut eine solche "Fotomontierung" nicht Not.

Mehr kann ich dazu nicht sagen, vor allem weil ich nicht weiß um welche Anwendung es sich nun genau handelt. Wenn Du etwas mehr ins Detail gehst, kommen vielleicht noch ein paar andere Ideen. Aber prinzipiell denke ich dass Dein Mann auf keinem schlechten Weg ist. Ich würde statt Keilriemen eher auf Zahnriemen mit passenden Zahnrädern setzen. Gibt´s alles für kurzes Geld im Netz zu kaufen.

Bis dann:
Marcus

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