Experiment
Das nun folgende Experiment geht auf Edward Lorenz zurück, der das Verhalten von bestimmten Wasserrädern untersuchte.

In der 11. Klasse ließ ich mich von seiner Versuchsanordnung inspirieren und habe sie aus mehren Metallbaukästen und Kunststoff-Trinkbechern nachgebaut. Dabei herausgekommen war praktisch ein Riesenrad mit Gondeln, darüber ein Wasserhahn... verwertbare Messergebnisse habe ich aber nie aufgenommen. (Dave Schulz)

Versuchsaufbau: ein Wasserrad in der Form eines Riesenrades in Miniaturform Wasserquelle (direkt über dem Drehpol) mit regulierbarem Wasserausstoß alle Gondeln sind gleich und haben jeweils ein kleines Loch mit gleichem Durchmesser im Boden für verwertbare Messergebnisse ein Gerät, welches die Drehrichtung des Rades erkennt ein Messgerät, welches gleichzeitig die Geschwindigkeit aufnimmt

Versuchsaufbau Wasserrad

Ein mögliches Protokoll:

• A - kein Wasser fließt aus der Wasserquelle
  • das Wasserrad steht absolut still

• B - Wasser mit dem Wasserstrom X₁ fließt aus der Wasserquelle
  • der erste Becher steht genau senkrecht über dem Drehpol
  • der erste Becher füllt sich mit Wasser
  • das Rad setzt sich in Bewegung; gleichzeitig läuft Wasser aus dem ersten Becher heraus
  • der jeweils nächste Becher füllt sich
  • das Rad stellt sich auf eine kontinuierliche Rotationsgeschwindigkeit und -richtung ein, ohne sie zu wechseln
  • die Richtung, in die sich das Rad beim ersten "Wassertropfen" bewegen wird ist nicht vorhersagbar
    - das Experiment wurde bei gleichbleibendem Wasserstrom X₁ genügend oft wiederholt

• C - Wasser mit dem Wasserstrom X₂ fließt aus der Wasserquelle
  • der erste Becher steht genau senkrecht über dem Drehpol
  • der erste Becher füllt sich mit Wasser
  • das Rad setzt sich in Bewegung; gleichzeitig läuft Wasser aus dem ersten Becher heraus
  • der nächste Becher füllt sich mit Wasser
  • schon nach wenigen Sekunden ist klar, das Rad wird seine Drehrichtung ändern
  • die Richtung, in die sich das Rad beim ersten "Wassertropfen" bewegen wird ist nicht vorhersagbar
    - das Experiment wurde bei gleichbleibendem Wasserstrom X₂ genügend oft wiederholt
  • das Rad hat die Drehrichtung geändert, weil eine Gondel sich während der Kreisbewegung nicht vollständig geleert hat
  • und wieder ist nach wenigen Sekunden zu erkennen, das Rad wird wieder seine Drehrichtung ändern
  • alle Gondeln weisen unterschiedliche Füllstände auf (faßt voll, leer, halb voll, halb voll, leer, ...)
  • die Drehrichtung, in die sich das Rad in den weiteren Sekunden bewegen wird ist nicht vorhersagbar!
    

Würde man die Drehrichtung und Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit bildlich darstellen,
so erhält man für die Wasserströme X_y aus A, B und C folgende Grafiken:

Beispiel A	Beispiel B	Beispiel C
keine Drehung - keine Daten!	nur eine Drehrichtung	chaotische Bewegung!

Eine einfache Formel reicht zur Simulation nicht aus.
Dafür muß schon ein Gleichungssystem aufgestellt werden - Edward Lorenz fand es heraus!