Im Kettenkarussell dreht es sich nicht ums Gewicht

Das Kettenkarussell auf dem Nürnberger Volksfest dreht sich wieder. Damit Fahrten so verlaufen, wie es jeder kennt, spielt ein Aspekt eine wichtige Rolle – nicht das Gewicht der Passagiere, sondern die Physik.

Der süße Geruch von gebrannten Mandeln und Zuckerwatte steigt in die Nasen der Besucher, die sich nach und nach vor dem Kettenkarussell sammeln. Sie kaufen ihre Tickets und warten ganz gespannt auf die nächste Fahrt. Auch dieses Jahr steht das Kettenkarussell der Familie Distel wieder in derselben Ecke des Festgeländes. Bevor die Fahrt beginnt, werden alle von einem Mitarbeiter an ausgewählte Plätze verwiesen. „Wir müssen darauf achten, die Leute immer gleichmäßig zu verteilen, da es sich hierbei um eine Exzenterbewegung handelt“, sagt Michael Distel, Besitzer des Kettenkarussells.

Chips für das Kettenkarussell
Foto: Vanessa Arendt

Die Verteilung des Gewichts ist ebenso wichtig. Der 25-jährige Schausteller erklärt: „Das Karusselldach würde niemals einfach nur wegen des Gewichts schräg hängen. Oben, wo das Dach aufgesetzt ist, befindet sich ein Kugeldrehkranz in der Mitte. Dieser lässt keine sichtbare Schrägstellung zu. Es handelt sich dabei um hundertstel Millimeter, egal wie viele Tonnen daran hängen.“

Die Ketten halten jeden

Die Ketten und Sicherheitsstangen klimpern und der Stuhl schwingt nach rechts und links bei dem Versuch sich hineinzusetzten. Dies kann eventuell einen unstabilen Eindruck hervorrufen. Die Angst davor, dass die Ketten reißen, treibt viele Gäste um; sie fragen sicherheitshalber an der Kasse nach, ob die Ketten sie aushalten können.
Die Ketten können laut dem Schausteller im Stillstand bis zu 1,6 Tonnen tragen. Aber wie sieht es während der Drehbewegung aus? Auch bei der Fahrt halten die Ketten einiges aus. Zum Vergleich: Eine Rundstahl-Ankerkette, 4 mm * 16 mm aus dem Baumarkt hat nach der DIN 766 eine Bruchkraft von 8000 Newton. Um das maximale Gewicht zu berechnen, werden noch der Auslenkungswinkel 44,77° und die Erdbeschleunigung 9,8 m/s^2 benötigt. Das Ergebnis lautet: Allein die Baumarktketten könnten unter denselben Bedingungen ein Gewicht von bis zu 578 Kilogramm halten.

Wieso bleibt der Winkel gleich?

Für diejenigen, die mitfahren, fühlt es sich an, als würden sie nach außen gedrückt. Logisch wäre in diesem Fall, dass Kinder und Erwachsene unterschiedlich weit nach außen gedrückt werden, jedoch hat jeder den gleichen Auslenkungswinkel.

Eine Schulklasse fährt Kettenkarussell
Foto: Vanessa Arendt

Die Winkelgröße ist unabhängig von der Masse. Das zeigt die Formel Tangens (Alpha) = Fz: Fg = v^2: (r *g). Der Winkel ergibt sich aus der Zentrifugalkraft geteilt durch die Gewichtskraft einer Person. Diese Rechnung entspricht der Gleichung Geschwindigkeit hoch zwei geteilt durch den Radius während der Rotation. Das Ergebnis wird mit der Erdbeschleunigung multipliziert. Die zweite Formel zeigt deutlich auf, dass die Masse nicht von Belang ist.

Nicht das Gewicht macht den Unterschied

So manchen Volksfestbesuchern ist das Lächeln nach der Abenteuerfahrt im Kettenkarussell vergangen. Sie taumeln die sechs Treppenstufen, der Plattform hinunter und müssen sich einen Moment am Geländer abstützen. Die Welt um sie herum dreht sich noch und der Duft nach Essen ist nicht mehr angenehm.
Wenn jemandem im Kettenkarussell schlecht wird, liegt das am Zusammenspiel zwischen dem Seh- und dem Gleichgewichtssystem. In diesem Fall macht es einen Unterschied, ob Kind oder Erwachsener. Bei Kindern bis zu elf Jahren ist diese Abhängigkeit von Auge und Gleichgewichtssinn nicht so weit ausgeprägt wie bei einem Erwachsenen. Dadurch, dass die Fahrgäste wegen der Zentripetalkraft auf der Kreisbahn gehalten werden, kommt das Gleichgewichtssystem den gesendeten Informationen vom Auge nicht hinterher. Das Auge sieht, wie sich die Außenwelt ganz schnell bewegt, aber die Informationen, die vom Innenohr kommen, geben nicht das Gleiche wieder.
Wem also schwindelig oder schlecht wird, sollte sich lieber in einen der Sitze begeben, die sich weiter innen, also näher an der Drehachse befinden. Egal, ob weiter innen oder außen, bei der Rotation werden alle Sitze um den gleichen Winkel ausgelenkt, das heißt, sie haben dieselbe Winkelgeschwindigkeit. Die tangentiale Geschwindigkeit (v = Winkelgeschwindigkeit * Radius) ist verschieden, je nachdem wie weit der Sitz vom Mittelpunkt entfernt ist. Bei diesem Karussell hat der äußere Sitz einen Radius von 7,13 Metern. Deswegen muss er in einer Runde mit 5,5 Sekunden Umlaufzeit mehr Strecke zurückzulegen als der Sitzplatz mit nur sechs Metern.
Egal ob 70 oder 30 Kilogramm, „wer in den Sitzt passt fährt mit, das Kettenkarussell ist bei allen beliebt“, sagt Michael Distel. Nur wer schon betrunken ist, möge lieber nicht mitfahren, denn da helfe es auch nicht, sich nah an die Drehachse zu setzen.

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