Montag, 30. Juni 2014

Eine funktionierende Luftballon-Rakete

Die Luftballon-Rakete ist ein sehr interessantes Experiment, mit dem man die Kinder unterschiedlicher Altersgruppen begeistern kann. Je nach Wissensstand und dem Kontext könnte man einige Naturgesetze und Phänomene dabei erklären. Mit den kleinsten Forschern könnte man die Gummibärchen auf die Reise schicken. Mit den Größeren könnte man den Rückstoßprinzip, den Luftdruck, die Reibungskraft, das Bernoulli-Gesetz, etc. besprechen.

Ich wollte dieses Experiment bei zwei Events vorführen und habe das am öftesten in den Experiment-Büchern oder im Internet zu findende Modell ausprobiert:
Quelle: http://www.leifiphysik.de
Das obere Bild beschreibt zwar das Prinzip ganz gut, hat sich jedoch in der Praxis nicht bewährt.
Es ist nicht leicht, ein aufgeblasenes Luftballon mit einer Hand am Trinkhalm mit der Klebeband zu befestigen. Zum Starten sind schon mal 4 Hände erforderlich. Ein nicht aufgeblasenes Luftballon kann man nicht mit dem Halm verkleben, da der Trinkhalm beim Aufblasen sich verbiegt und sich nicht mehr leicht an der Schnur bewegt. Außerdem, neigen die Klebebandstreifen dazu,  sich beim Schrumpfen des Luftballons zu lösen.

Es stand für mich schon mal fest:
  1. Der Trinkhalm, der an der Schnur gleitet, sollte an einem festen, leichten Material befestigt werden.
  2. Die Luftballon sollte mit dem Trinkhalm an einer Stelle verbunden werden, die sich nicht dehnt und nicht schrumpft.
  3. Zum Aufblasen und für die Richtungswechsel sollten die Luftballon und der Trinkhalm an der Schnur leicht trennbar sein.
Nach einigen Experimenten kam ich erst auf folgendes Modell:

Der Hals des Luftballon wird mit einem abgeschnittenen Teil vom Trinkhalm verbunden. So haben wir schon mal eine Befestigungsstelle am Luftballon, die nicht schrumpft.
An einem Styroporstück wird ein weiteres Trinkhalm fest mit dem Klebeband verklebt. An dem Gummiring wird wird dann der Luftballon in die gewünschte Richtung befestigt.

Das war schon ganz brauchbar. Die Rakete sauste gleichmäßig der Schnur entlang und schaffte etwa 8-10 Meter.
Leider war es für die Kleinkinder doch nicht so einfach, den Trinkhalm vom Luftballon mit dem Gummiring zu spannen. Das Ziehen am Gummiring erforderte bei den Kindern die ganze Aufmerksamkeit, so dass der Faden gelegentlich mitgezogen und gerissen wurde.

Schließlich kam ich auf die Idee, anstatt des Gummiringes einen weiteren Trinkhalm unten zu befestigen. Einen, der vom Durchmesser etwas kleiner als der am Luftballon ist.
So kann man den aufgeblasenen Luftballon sehr leicht durchs Ineinanderstecken beider Trinkhalme mit dem Styroporteil verbinden:

Gerade beim Schreiben fällt mir ein, statt des unteren Trinkhalms könnte man noch besser einen Zahnstocher nehmen können.

Viel Spaß beim Vorführen!