Das Lorenz-Wasserrad

Das Wasserrad von E. Lorenz ist ein Beispiel eines chaotischen Dynamischen Systems.



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  • Das Wasser fliesst aus der Zuflussröhre oberhalb des Rades und fällt in die darunter liegenden Gefässe des Wasserrades. Die unterschiedlichen Wassermengen in den Gefässen führen zu einem Drehmoment, welches das Rad in Drehung versetzt.
  • Jedes Gefäss hat einen Auslauf, aus dem das im Gefäss enthaltene Wasser wieder austritt. Weiter wird das Rad mit einer Wirbelstrombremse leicht abgebremst.
  • So entsteht eine scheinbar zufällige Bewegung, bei welcher sich die Drehrichtung in unregelmässigen Zeitabständen dauernd ändert.
  • Manchmal gerät das Rad vorübergehend in eine Periode, bei der 9 - 10 Gefässe im Uhrzeigersinn überstrichen werden, dann im Gegenuhrzeigersinn. Dies ist ein Attraktor der Bewegung. Solche Attraktoren kommen in der Natur häufig vor, z.B. verläuft die Wetterentwicklung öfters in einem Wochen-Rythmus.
  • Das Rad demonstriert das Deterministische Chaos: Obwohl die Bewegung zu einem gegebenen Anfangszustand mathematisch bis in alle Ewigkeit eindeutig bestimmt ist, kann die Bewegung in der Praxis langfrististig nicht vorausberechnet werden, da sich minime Abweichungen in den Anfangsbedingungen (Messungenauigkeiten) langfristig signifikant auswirken.


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