Experiment Category:
Ziel:
Untersuchen der Wirkungen von Kraft und Schubkraft zum Transport von Raketen in den Weltraum.
Benötigtes Material:
- Strohhalm
- Angelsehne oder Schnur (die so lang ist, dass sie von einem Ende eines Zimmers zum anderen reicht)
- länglicher Luftballon
- durchsichtiger Klebstreifen
- Twist-Drahtverschluss für Frischhaltebeutel
Aufgaben und Beobachtungen:
1) Blas den Luftballon auf. Binde den Twist-Drahtverschluss fest um die Öffnung.
2) Befestige mit Klebstreifen einen Strohhalm längs an einer Seite des Ballons. Fädel die Schnur durch den Strohhalm.
3) Binde ein Ende der Schnur an einem Pfosten oder an einer Türklinke fest.
4) Zieh die Leine straff und befestige das andere Ende an einem Gegenstand auf der anderen Seite des Zimmers (oder bitte einen Freund, das Ende der Schnur zu halten).
5) Wenn alles fertig aufgebaut ist, öffne den Twist-Drahtverschluss und lass den Luftballon lossausen.
6) Wiederhol das Experiment mit einem Gefälle (binde das andere Ende der Schnur an einem höheren Gegenstand fest oder bitte deinen Freund, es höher zu halten). Lass den Ballon am niedrigeren Ende der Schnur lossausen.
Was passiert:
Der Ballon folgt dem dritten Newtonschen Gesetz: Jede Handlung zieht eine Reaktion mit gleichwertiger Kraft nach sich. Wenn die Luft hinten aus dem Ballon entweicht, schiebt sie den Ballon in die entgegengesetzte Richtung. In der Waagerechten bewegt sich deine Ballonrakete leicht. In der Senkrechten bewegt sie sich nicht mehr ganz so leicht, weil sie mehr Schubkraft braucht, um die Schwerkraft zu überwinden und die nötige Geschwindigkeit zu erreichen.
Ohne Kenntnis der physikalischen Gesetze können Wissenschaftler Sonden (wie Voyager, Magellan und Galileo) nicht ins All schicken. Um den Bereich der Erdanziehungskraft zu verlassen, sind bestimmte Kräfte und eine hohe Geschwindigkeit notwendig. Eine Rakete, die die Gravitationszone der Erde überwinden soll, muss mit 11,2 km pro Sekunde fliegen! Sonden müssen deshalb mit einer Rakete ins All geschossen werden. Der Treibstoff einer Rakete besteht aus flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff. Wenn der Treibstoff verbrannt wird, entweichen die Gase an der Unterseite der Rakete und schieben sie so nach oben.
Tipps für Eltern und Lehrer:
Wiederholen Sie das Experiment mit unterschiedlich stark aufgeblasenem Ballon. Beobachten Sie dabei, welche Strecke der Ballon bei verschiedenem Luftgehalt zurücklegt.
Bauen Sie eine Versuchsanordnung mit 2 Ballonraketen auf. Beide Raketen gleiten auf derselben Schnur. Ihre Verschlüsse müssen einander zugewandt sein. Befestigen Sie jeweils ein Ende eines 60 cm langen Stücks Schnur mit Klebstreifen an den beiden aufgeblasenen Ballons. Lassen Sie beide gleichzeitig starten. Beobachten Sie mit Ihren Kindern, wie die Ballons auseinanderstreben. Lassen Sie die Kinder erklären, warum sich beide Ballons in die eine oder andere Richtung bewegen oder auf der Stelle bleiben.