Der Raketenantrieb
Wie fliegt eine Rakete?
Forschungsfrage
Was passiert, wenn du den Luftballon sausen lässt? Wie unterscheidet sich die Reaktion, wenn du einen Luftballon nimmst, der nicht aufgeblasen ist? Überlege dir warum das so ist und mach dir Notizen dazu. Fehlt dir noch das Forschungsprotokoll?
Hier geht’s zum ForschungsprotokollDas brauchst du:
- 1 x Luftballon
- 1 x dünner Strohhalm
- 1 x Wäscheklammer
- Schnur
- Klebeband
- Schere
1
Schneide ein etwa zwei Meter langes Stück Schnur ab und fädel es durch den Strohhalm.
2
Puste den Luftballon kräftig auf und verschließ ihn mit einer Wäscheklammer, sodass keine Luft herausströmen kann.
Wichtig!
Wenn du den Luftballon verschließt, darfst du keinen Knoten machen. Das Experiment funktioniert sonst nicht. Um den Luftballon zu verschließen, zwirble das Ende des Ballons und setz die Wäscheklammer so darauf, dass keine Luft entweicht.
3
Befestige die Schnur an zwei Gegenständen (zum Beispiel zwei Stühlen), sodass sie gespannt ist. Alternativ können dir dabei auch zwei Personen helfen, die jeweils ein Ende der Schnur festhalten.
4
Klebe den Luftballon an seiner dicksten Stelle mit etwas Klebeband mittig am Strohhalm fest. Die Öffnung des Ballons muss an einem Ende der Schnur liegen und zum Ende zeigen.
5
Lös nun die Wäscheklammer vom Luftballon und lass ihn los.
Viel Spaß beim Experiment!
Wenn du wissen willst, warum der Luftballon sich so verhält, lies weiter.
Welche Phänomene stecken hinter dem Experiment?
Sobald die Luft aus dem Ballon strömt, saust er entlang der Schnur los. Die nach hinten ausgestoßene Luft verursacht dabei einen Rückstoß, der den Ballon in die entgegengesetzte Richtung antreibt. Dieser Vorgang wird daher als Rückstoßprinzip bezeichnet. Ein Beispiel: Eine Rakete bewegt sich dank des Rückstoßprinzips nach oben. Dabei wird der Treibstoff verbrannt und so in ein heißes Gas verwandelt, das hinten aus den Triebwerken schießt – und das treibt die Rakete in die andere Richtung voran.
Die Kraft, mit der eine Rakete nach vorne beschleunigt, entspricht der Kraft, die nach hinten ausgestoßen wird. Das heißt, je mehr Gase ausgestoßen werden, desto schneller und höher kann die Rakete fliegen. In unserem Experiment bedeutet das: Je praller der Luftballon aufgeblasen wird, desto schneller und weiter bewegt er sich vorwärts.
Das kennst du aus dem Alltag
Wenn man sich mit einem Skateboard nach vorne bewegen will, muss man sich mit einem Fuß nach hinten abstoßen. Der Stoß mit dem Fuß in die eine Richtung sorgt also für einen Impuls in die entgegengesetzte Richtung. Bei Raketen ist es ähnlich. Allerdings müssen sie sich nicht am Boden abstoßen. Auch im Weltall bewegt sich eine Rakete nach vorne, indem sie hinten das Gas ausströmt – und im Weltall gibt es ja nichts, woran man sich abstoßen könnte.
So wird dieses Phänomen in der Luft- und Raumfahrt genutzt
Düsenflugzeuge machen sich das Rückstoßprinzip ebenfalls zunutze. Ihre Triebwerke saugen die Luft ein, welche dann mit Treibstoff vermischt und entzündet wird. Das Luft-Treibstoff-Gemisch wird dadurch sehr heiß und dehnt sich aus. Dann wird diese Mischung mit sehr hoher Geschwindigkeit durch die spitz zulaufenden Düsen nach hinten ausgestoßen.
