Physikalisches Spielzeug aus der Mechanik:
Rund um Kreisel

Es gibt zahlreiches physikalisches Spielzeug aus der Mechanik und vieles davon ist Jahrhunderte, wenn nicht Jahrtausende alt.

Ein solches physikalisches Spielzeug ist beispielsweise der Kreisel. Er ist auf der ganzen Welt bekannt und hat die Menschheit seit je her fasziniert. Auf einem Punkt balancierend dreht er sich um seine eigene Achse und schlägt der Schwerkraft gleichsam ein Schnippchen.

Wie archäologische Ausgrabungen belegen zählt der Kreisel nicht nur als physikalisches Spielzeug sondern als Spielzeug überhaupt zu einem der ältesten. Das mag daran liegen, dass Kreisel auch in der Natur vorkommen, etwa in Gestalt von Eicheln. Auch gab es schon in der Steinzeit Arbeitsgeräte wie Spindeln, die mit ihren rotierenden Bewegungen Vorbild für die ersten Kreisel gewesen sein könnten.

Den Kreisel als physikalisches Spielzeug gibt es in allerlei Varianten: als Stehaufkreisel, Musikkreisel, Farbkreisel oder Magnetkreisel. Auch das Diabolo oder der Jo-Jo gehören zu dieser Kategorie Spielzeug. Ganz besonders eindrucksvoll sind das Rattleback und das Gyroskop, aber auch Kreisel, die Töne von sich geben.

Brummkreisel und Choralkreisel

Brummkreisel sind schon seit je her bekannt. In der einfachsten Ausführung sind sie aus Holz, besitzen eine Einkerbung/Öffnung an der Seite und erzeugen einen einzelnen Ton. Der Choralkreisel erzeugt jedoch nicht nur einen Ton sondern viele verschiedene. Dafür sind im Kreisel verschiedene Stimmzungen mit unterschiedlichen Tonlagen angebracht.

Zudem befindet sich über den Stimmzungen eine Plastikscheibe mit Öffnungen, so dass immer nur einzelne Töne erklingen. Solche Stimmzungen kommen übrigens auch in Mundharmonikas zum Einsatz . Der Kreisel ist wunderschön anzuhören und ein beeindruckendes Spielzeug aber auch geeignet als Demonstrationsobjekt für den Physikunterricht.

Der Brummkreisel aus Weissblech wurde übrigens 1889 von der Firma Bolz in Zirndorf patentiert. Später brachte Bolz auch den Choralkreisel auf den Markt. Mit Choralkreiseln lassen sich eine Vielzahl verschiedener Töne erzeugen.

Wie funktionieren Brumm-, Musik- und Choralkreisel?

Über die Funktionsweise der Brummkreisel wurde schon im 19. Jahrhundert viel diskutiert, so zum Beispiel in den Annalen der Physik von 1858.

Ein Brummkreisel besteht üblicherweise aus Holz oder Metall (früher wurden sie beispielsweise auch aus Elfenbein hergestellt) und besitzt eine Einkerbung.

Eine Weiterentwicklung des Brummkreisels ist der Musik oder Choralkreisel. Damit diese überhaupt Töne von sich geben können, müssen sie schnell drehen. Dies wird durch Antrieb über eine langezogene Schraube erreicht, die an einen Drillbohrer erinnert. Diese Stange drückt man mehrfach in den Kreisel.

An ihrer breitesten Stelle des Kreisels befinden sich mehrere Löcher. Durch die Fliehkraft wird dort Luft hinausgedrückt. Dadurch ensteht im Innern des Kreisels ein Unterdruck, der durch die Luft ausgeglichen wird, die durch die Schlitze am Fuß des Kreisel an den vier Zungen hereinströmt. Die Zungen sind sowohl beim Musikkreisel Marienkäfer als auch beim Choralkreisel deutlich zu erkennen, lugt man durch die unteren Schlitze in das Innnere des Kreisels.

Durch die Luft werden die Zungen in Vibration versetzt und geben dann Töne von sich.

Erst eine weitere Erfindung war notwendig, bis die Firma Bolz den Choralkreisel auf den Mark bringen konnte - das Untersetzungsgetriebe. Mit Hilfe eines solchen Getriebes wird ein Plastikscheibe mit verschiedenen Öffnungen langsam über die Zungen bewegt, so dass sich dadurch die unterschiedlichen Töne ergeben.

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