Slinky

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Slinky aus Metall
Farbiges Slinky

Slinky (englisch to slink: schleichen), als Handelsname häufig auch Treppenläufer[1], erfunden um 1945 von dem Ingenieur Richard James aus Philadelphia, ist ein Spielzeug aus einer Schraubenfeder aus Metall oder auch Kunststoff, das zu verschiedensten Spielen animiert. So kann ein Slinky zum Beispiel scheinbar seinen freien Fall verzögern oder eine Treppe heruntersteigen.[1][2]

Treppenlauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wird das Slinky auf einer Treppe in Bewegung gesetzt, überträgt es die Energie entlang seiner Achse in einer Longitudinalwelle. Die Spirale bewegt sich in einer periodischen Bewegung, als würde sie einen Purzelbaum schlagen.[3]

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Jahr 1943 arbeitete Richard James bei Philadelphia in seinem Heimatlabor an der Entwicklung von Federn, mit denen empfindliche Instrumente an Bord von Schiffen gehalten und selbst in rauer See stabilisiert werden konnten. Als er einmal versehentlich eine seiner Federn umstieß, entdeckte James den Treppengang.[2]

Nach wiederholten Experimenten erkannten er und seine Frau Betty das Potenzial als Spielzeug; sie taufte es auf den Namen Slinky. Im Jahr 1945 stellten die beiden ihr erstes Spielzeug im Gimbels Department Store in der Innenstadt von Philadelphia aus und verkauften 400 Slinkys in 90 Minuten.[2][4]

Die James gründeten die James Industries in Hollidaysburg, Pennsylvania, um ihr Produkt zu vermarkten. Richard James erfand Maschinen, die in 10 Sekunden 80 Fuß (rund 24 m) Stahldraht zu einem Slinky wickeln konnten. Bis zum 50. Geburtstag im Jahr 1995 hatte das Unternehmen mit denselben Maschinen weltweit über eine Viertelmilliarde Slinkys verkauft.[2]

Rezeption in der Kultur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Pixar-Film Toy Story machte der Spielzeughund Slink oder Slinkydog Karriere.

Sebastian Krämer hat dem Slinky das Lied Ding, das die Treppe runtergehen kann gewidmet.[5]

Slinky in der Mode[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Begriff Slinky wird in der Mode auch für leicht fallende, weiche Bekleidung verwendet. So gibt es Slinky-Hosen, -Röcke, -Kleider, -Jacken, -T-Shirts, -Tops und mehr. Alle haben gemeinsam, dass sie gerade geschnitten sind und aus weichen, elastischen Jerseystoffen hergestellt werden, nicht eng am Körper anliegen und, der Schwerkraft folgend, fallen.

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Länge eines hängenden Slinkyteiles abhängig von der hängenden Slinkymasse und Berechnung der Federkonstante aus diesen Daten
Berechnung der Federkonstante aus der Länge eines hängenden hookeschen Slinkys

Länge des hängenden Slinkys[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durch die im Allgemeinen konstant geringe Federkonstante kann ein Slinky über weite Bereiche als hookesche Feder modelliert werden. Unter dieser Annahme kann die Federkonstante beispielsweise mit

via einer Regression über die Längen des frei hängenden Slinkyteiles mit Masse berechnet werden.[6][7] Die Größen und beschreiben dabei die Ruhe- und Gesamtlänge des hängenden Slinkys und die Ruhe- und hängende Länge des Slinkyteiles mit Masse . ist die Slinky-Gesamtmasse, sowie die Federkonstante des gesamten Slinkys und des Slinkyteiles mit Masse und die Erdbeschleunigung.

Es ist darauf zu achten, dass die Federkonstante eines Slinkystückes umgekehrt proportional zur Länge des Stückes skaliert ().

Schwingfrequenz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wird ein Slinky so weit auseinandergezogen, dass die Slinkybreite und der Anteil der Ruhelänge an der gestreckten Länge vernachlässigbar wird , dann wird die transversale Schwingfrequenz für geringe Auslenkungen konstant und unabhängig von der genauen Auslenkung und Streckungslänge.[7]

Die Mersenneschen Gesetze[8] gelten auch für Slinkys, welche obige Anforderungen erfüllen.[7] Sie beschreiben die Abhängigkeiten der Schwingfrequenz von der Saitenlänge , der Spannkraft und der Liniendichte .

Die Gesamtmasse des Slinkys bleibt unabhängig von der Streckung konstant, während die Rückstellkraft proportional zur Streckung der Feder anwächst: . Der Ausdruck für vereinfacht sich also zu

mit der Modenordnung . Die Frequenz ist demnach unabhängig von der Länge des Slinkys und damit eine Körpergröße.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Slinky – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Slinky - Rhetos Lernlexikon. Abgerufen am 24. Oktober 2021.
  2. a b c d The Slinky® (Inventor of the week archive). Massachusetts Institute of Technology, abgerufen am 28. Dezember 2012.
  3. Ben Ikenson: Patents: Bubblewrap, Bottlecaps, Barbed Wire, and Other Ingenious Inventions: 150 Ingenious Inventions. Black Dog & Leventhal 2004, ISBN 978-1579123673.
  4. webarchive.loc.gov: History of the Slinky Toy
  5. Sebastian Krämer - Akademie der Sehnsucht Trackliste. (Nicht mehr online verfügbar.) http://sebastiankraemer.de, archiviert vom Original am 2. März 2017; abgerufen am 1. März 2017.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/sebastiankraemer.de
  6. A Eskandari-as: Some Static Properties of Slinky. 1. Oktober 2018, abgerufen am 14. Juli 2021 (englisch).
  7. a b c Physikalische Slinkyeigenschaften. 14. Juli 2021, archiviert vom Original; abgerufen am 14. Juli 2021.
  8. Saitenschwingungen. Spektrum.de, abgerufen am 14. Juli 2021.