das Phänomen

Das beste Geschenk, das mein inzwischen fünfjähriger Sohn jemals bekommen hat, war (von der Patentante) ein Satz Seile für insgesamt vermutlich 5 €: mit keinem anderen Spielzeug (?) spielt  meine Sohnemann derart viel - und knüpft und knotet und bindet ...

Als es dann letztens auf dem Grabbeltisch eines Baumarkts einen spottbilligen

Flaschenzug samt Seil

gab, habe ich natürlich umgehend für meinen Sohn zugegriffen

- und bin selbst maßlos fasziniert von ihm. Es ist geradezu körperlich irritierend, dass man

• mit so einem Flaschenzug schwere Gewichte sehr leicht hochheben kann,
• dabei sehr viel mehr (weiter) am Seil ziehen muss, als das Gewicht dann tatsächlich hochsteigt.

Ich habe mir da eine Art "Energieerhaltungssatz" zusammengereimt:

• das geringere Gewicht des Gegenstands erkauft man sich
• durch mehr "Seilweg",

und ich ahne auch: wenn der im Baumarkt gekaufte Flaschenzug sechs Seilstrecken hat

,

• ist das Gewicht sechsmal so leicht,
• der "Seilweg" aber sechsmal so lang.

Mathematisch gesagt:

Aber all das bleibt für mich doch graue Theorie und "erklärt" nicht im mindesten meine nach wie vor vorhandene Faszination (weg):

wenn ich also 100 Seilwege zwischen 50 Rollen habe,

• ist das Gewicht 100 mal so leicht,
• wenn auch der "Seilweg" 100 mal so lang:

ich muss also

• zwar ewig weit (aber dennoch mühelos) gehen,
• um ein schweres Gewicht "puppig" einfach hochzuheben:

da scheint sich die Mühe keineswegs auszugleichen. Wo also bleibt da die "Energieerhaltung"?

Und in der Konsequenz heißt das doch (geradezu unfassbar), dass man jeden gigantisch großen Gegenstand sehr einfach hochheben kann, wenn man nur weit genug geht.

(Das ist vergleichbar mit dem von mir meistbewunderten technischen Meisterwerk, nämlich dem Fahrrad, das es paradoxerweise ermöglicht, allein mit "Menschenfett" mühelos schneller zu fahren, als man es mit "Menschenfett" [zu Fuß] kann.

[Motorisierte Geräte wie z.B. Autos finde ich hingegen kaum staunenswert, da bei ihnen ja zusätzlich "fremde" Energie zugegeben wird.]

Beim Fahrrad ist aber die stilvolle Standardausführung

viel aussagekräftiger und gleichzeitig erstaunlicher

[weil auf das Grundprinzip reduziert]

als die proletenhaft aufgemotzte Rennmaschine

  .

Das ist genauso wie bei einer

im Vergleich mit einem

  ,

bei dem zudem alles Interessante hinter einer glitschigen Fassade versteckt ist.

Ebenso steht es mit mechanischen Rechenmaschinen im Vergleich mit [elektronischen] Computern.)

Um der Funktionsweise eines Flaschenzugs irgendwie doch noch mehr auf die Schliche zu kommen, habe ich dann erstmal in Wikipedia nachgeschlagen, wo stand:

"Ein Flaschenzug ist eine einfache Maschine, die den Betrag der aufzubringenden Kraft z.B. zum Bewegen von Lasten verringert. Der Flaschenzug besteht aus festen und/oder losen Rollen und einem Seil."
(Quelle: )

Da hat mich dann prompt der Begriff "einfache Maschine" stutzig gemacht: zwar ist ein Flaschenzug noch ziemlich einfach im Vergleich etwa mit einer

hochkomplexen Maschine,

aber bereits so ein simpler Flaschenzug überfordert doch all meine "Begreifensfähigkeit".

(Ich habe beim Hyperlink hinter "einfache Maschine" dann aber weitergeklickt und erfahren, dass "einfache Maschine" keine Wertung, sondern ein technischer Fachbegriff ist:

"Unter einfacher Maschine versteht man in der Physik und der Technischen Mechanik eine Vorrichtung, welche Ansatzpunkt, Richtung oder Größe einer Kraft verändert, um die vorhandene Kraft möglichst zweckmäßig zur Verrichtung von Arbeit einzusetzen.
[...]
Es lassen sich vier grundlegende einfache Maschinen unterscheiden, die sich nicht weiter in Wirkprinzipien untergliedern lassen:

• Das Seil und die Stange, sie verlagern den Punkt, an dem eine Kraft ansetzt
• Die Rolle, zum Umlenken der Kraft, sie verlagert Angriffspunkt und Richtung der Kraft
• Der Hebel, verändert Ansatzpunkt und Größe einer Kraft, und kehrt ihre Richtung um
• Die Schiefe Ebene, verändert die Größe und Richtung einer Kraft

Sie sind die Idealisierung einer Übersetzung.

Beispiele kombinierter einfacher Maschinen

• Flaschenzug [!]: Seil und Rolle
• Wellrad: Hebel und Stange
• Keil: zwei schiefe Ebenen
• Schraube: Stange und schiefe Ebene (sie wird in der Antike zu den fünf grundlegenden Maschinen gezählt)
• Zahnrad: Wellrad und schiefe Ebene
• Kurbel: Hebel und Wellrad"

[Quelle:  ]

Also ist der Flaschenzug als Kombination aus den beiden "einfachen Maschinen" Seil und Rolle schon nicht mehr so "einfach".)

Genau dasselbe "Problem" wie beim Flaschenzug habe ich auch bei einer anderen "einfachen Maschine", nämlich dem Hebel: die physikalischen Erklärung mittels Hebelgesetz hebt keineswegs mein Staunen und meine Irritation darüber auf, dass man auch beim Hebel mit minimalem Aufwand maximale Gewichte heben kann:

Am allerschönsten finde ich es aber, wenn Kinder auf der Wippe sagen (und Erwachsene es auch noch denken): "Jetzt mache ich mich schwerer."

Und Archimedes'berühmter Spruch,

er könne „ganz alleine die Erde anheben, wenn er nur einen festen Punkt und einen ausreichend langen Hebel“ (Quelle: ) hätte, lebt ja eben auch davon, dass das zwar physikalisch richtig, aber gleichzeitig doch unvorstellbar ist.

Bereits das scheinbar so Einfache ist also schon ganz schön (!) kompliziert ist. Warum also in die Ferne (das Hochkomplexe, vollends Unverständliche) schweifen, wo das Gute (Einfache, auch schon komplizierte) liegt so nah?

Einerseits ist es sicherlich der Nachteil des gängigen Physikunterrichts, dass er sehr auf die Grundprinzipien rekurriert und deshalb weitgehend bei den einfachen, "abgenagten" Maschinen stehen bleibt. Da wird's Zeit für

  .

Andererseits ist es aber doch ein bedenklicher Trend

(ein Vorenthalten des fürs verachtete Publikum angeblich sowieso Unverständlichen - und eine Resignation),

dass im Entertainment immer Superlative verwendet werden.

PS:

Wie erstaunt (und irritiert!) war ich aber doch einige Tage später, als ich einem Freund (Techniker) von meinem Staunen über den Flaschenzug erzählte - und er an ihm gar nichts staunenswert fand, sondern mit der physikalischen Erklärung alles für "erledigt" hielt.

Das sind diese Momente, wo sich sogar zwischen besten Freunde Abgründe gegenseitigen Unverständnisses auftun.