Ingo Knopf/scienceRELATIONS

Die Sandkörner verkeilen untereinander

Wie kann man mit Sand etwas hochziehen?

Durchführung

Stelle einen 30 bis 50 Zentimeter langen Holzstab wie etwa einen abgesägten Besenstiel senkrecht in ein Glas und halte ihn fest. Fülle das Glas mit trockenem Sand. Klopfe jetzt mit einem Holzkochlöffel oder einem anderen Holzgegenstand gegen das Glas und drehe es dabei. Nach etwa 20 bis 30 Sekunden Klopfen ist der Sand so festgerüttelt, dass du das Glas mit dem Besenstiel hochheben kannst! Stelle das Glas wieder auf die Unterlage. Drehe den Besenstiel etwas. Jetzt kannst du ihn leicht aus dem Sand ziehen.

Prinzip

Durch das Klopfen rütteln sich die Sandkörner so zurecht, dass sie dichter gepackt sind. Das erkennt man daran, dass die Oberfläche des Sandes etwas absinkt. Wenn man versucht, den Holzstab hochzuheben, reibt er an den benachbarten Sandkörnern. Die verkeilen sich mit ihren Nachbarsandkörnern, die sich wieder mit ihren nächsten Nachbarsandkörnern verkeilen. Das geht so lange weiter, bis die am weitesten außen liegenden Sandkörner an die Wand des Glases gepresst werden.  Da sich dieser Vorgang mit den vielen Millionen Sandkörnern im Glas wiederholt, ist die Summe der Reibungskräfte so hoch, dass der Holzstab im Glas stecken bleibt und man an ihm dann das sandgefüllte Glas hochheben kann.

Dieses Prinzip wird sogar praktisch genutzt, und zwar beim Verlegen von Eisenbahnschienen auf ein Gleisbett aus Schotter. Die Schicht aus kantigen Steinen ist beweglich genug, um sich etwa an die wechselnden Längen der Stahlschienen anzupassen. Die ziehen sich bei Kälte zusammen und dehnen sich bei Hitze aus. Wenn aber ein schwerer Zug über die Schienen fährt, presst er die Schottersteine aneinander, sie verkeilen sich und bilden eine feste Unterlage.

Gefahrenhinweis

Sollte das Glas bei dem Versuch zerbrechen, passe auf, dass du dich nicht an den Scherben schneidest. Lass dir von einem Erwachsenen beim Zusammenfegen oder Aufsammeln der Scherben helfen.

Tipps

Du kannst den Versuch als Rätselaufgabe aufziehen:  Stelle deinem Gegenüber die Aufgabe, das Glas anzuheben, ohne es anzufassen. Die einzigen erlaubten Hilfsmittel sind Sand und ein Holzstab...

Autor: Ingo Knopf/scienceRELATIONS
Video: Ingo Knopf

 

Infobox

Material

Glas
Sand
Holzstab oder Stück eines Besenstiels
Holzkochlöffel oder anderer Holzgegenstand, um gegen das Glas zu klopfen

Zeit

10 Minuten

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