Lasse einen Pingpongball schweben – mithilfe eines Föhns

Durchführung

In Anbetracht der Gefahrenhinweise (s.u.) sollte dieses Experiment in Anwesenheit eines Erwachsenen durchgeführt werden.

Schalte einen Föhn ein (wenn möglich auf der Stufe „kalt“) und halte ihn mit der Düse senkrecht nach oben gerichtet. Nimm einen Pingpongball in die andere Hand und halte diesen in den Luftstrom des Föhns, etwa 20 cm über dem Föhn. Wenn du den Ball loslässt, „schwebt“ er oberhalb des Föhns. Er tanzt dabei etwas auf und ab und dreht sich auf der Stelle.

Prinzip

Die vom Föhn beschleunigte Luft strömt an beiden Seiten des Pingpongballes vorbei. Dabei folgt sie der Krümmung des Balles (dies beruht auf dem sogenannten Coanda-Effekt). Sie ist viel schneller als die weiter entferntere Luft. Deswegen ist ihr Druck geringer als derjenige der ruhigen entfernteren Luft, dem sogenannten atmosphärische Luftdruck.

Der Schweizer Mathematiker und Physiker Daniel Bernoulli hat im 18. Jahrhundert nämlich nachgewiesen, dass der Druck eines Gases sich bei zunehmender Geschwindigkeit leicht verringert. Diese Erscheinung wird als Bernoulli-Effekt bezeichnet.

Der höhere atmosphärische Luftdruck hält den Pingpongball so in einem Luftraum mit niedrigerem Druck „gefangen“. Die Druckkraft wirkt nämlich immer vom größerem zum kleineren Druck hin.

Abbildung: In 1 in der Luftdruck kleiner als in 2. 

Übrigens: Der atmosphärische Luftdruck entsteht durch das Gewicht der Luft, die sich um uns herum befindet.

Gefahrenhinweise

Frage einen Erwachsenen, ob du den Föhn benutzen darfst. Der Föhn kann auf Dauer sehr heiß werden, sei vorsichtig, dass du dich (und andere) damit nicht verbrennst.

Tipps

Bewege den Föhn aus seiner senkrecht nach oben gerichteten Haltung etwas seitlich. Beobachte, bis zu welchem Winkel du den Föhn kippen kannst bevor der Pingpongball auf den Boden fällt.

Experimentiere mit einem zweiten Pingpongball, oder einen kleinen aufgeblasenen Luftballon, die du oberhalb des bereits schwebenden Balles in den Luftstrom gibst. Wie viele Bälle kannst du gleichzeitig in der Schwebe halten?

Versuche, ob dir das Experiment auch gelingt, indem du statt eines Föhns einen Strohhalm benutzt, durch den du fest bläst.

Alltag

Der Bernoulli-Effekt ist verantwortlich für das Abdecken von Hausdächern während eines Sturmes. Die Luft strömt über das Hausdach und auf der windabgewandten Seite des Daches entsteht eine Druckverringerung (Unterdruck), während im Haus normaler Luftdruck herrscht. Auf das Dach wirkt also eine Druckkraft von unten nach oben.

Autor: Michèle Weber & Joseph Rodesch (FNR)
Editor: André Mousset
Illustration: André Mousset
Video: Michèle Weber & Joseph Rodesch (FNR)
Musik: Jake McBuzz (via Audiojungle)