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Ein Naturwissenschaftliches Spielzeug zum
Thema Impulserhaltung: Der Astroblaster
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Der Astroblaster wurde von dem amerikanischen Astrophysiker Stirling Colgate erfunden. Er wollte damit zeigen, woher die ungeheure kinetische Energie bei einer Supernovaexplosion kommt. Stirling Colgates Leidenschaft für alles Explosive zeigte sich nicht nur in seinen intensiven Supernova-Forschungen und der Erfindung des Astroblasters. Mitte des letzten Jahrhunderts arbeitete er gemeinsam mit dem "Vater der Wasserstoffbombe", dem amerikanisch-ungarischen Physiker Edward Teller, an dieser Kernfusionswaffe, bevor er sich schließlich der Astrophysik zuwandte. Lässt man den Astroblaster vertikal auf dem Boden fallen, so springt der oberste Ball mit einem Vielfachen der Fallgeschwindigkeit weg und erreicht dabei eine erstaunliche Höhe. Die Erklärung: Wenn der unterste Ball vom Boden abprallt, trifft er auf den nächsten noch im Fall befindlichen Ball. Er beschleunigt diesen nach oben während er selbst abgebremst wird. Bei diesem Vorgang gibt er einen Großteil seines Impulses und seiner Bewegungsenergie an den nächsten Ball weiter. Das selbe geschieht zwischen dem 2. und 3. sowie dem 3. und dem letzten Ball.
Dieser zählt, wie auch die Energie, zu einer der Erhaltungsgrößen der Physik. Das heißt, dass der Gesamtimpuls in einem abgeschlossenen System immer konstant bleiben muss. Für unser System mit den fünf Bällen bedeutet dies das Folgende: Da jeder Ball eine kleinere Masse als sein Nachbar unter ihm hat, muss er - damit der Impulserhaltungssatz erfüllt ist - mit einer höheren Geschwindigkeit wegspringen. So lässt sich verstehen, warum der kleinste Ball des Astroblasters plötzlich so extrem schnell wird und so unglaublich hoch fliegt. Ähnliche Prozesse wie beim Astroblaster finden auch in einer Supernova statt.
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