Wie bekommt der Fußball einen Drall?
Experiment zur Bananenflanke und zum Magnus-Effekt

Bananenflanken sind Bälle, die entsprechend ihrem Namensgeber eine krumme Flugbahn beschreiben. Dies wird erreicht, indem man den Fußball beim Stoß in Rotation versetzt.
Rotiert der Ball zum Beispiel entgegen dem Uhrzeigersinn (links), so fliegt er auch nach links. Dieses Phänomen beruht auf dem Magnus-Effekt, benannt nach seinem Entdecker, dem deutschen Physiker und Chemiker Heinrich Gustav Magnus (1802-1870). In diesem Versuch kann man den Magnus-Effekt selbst erzeugen.

Was wird gebraucht?

• Klopapierrolle (ohne Klopapier)

• Ein Din-A-4 Blatt Moosgummi

• Schere und Tesafilm

• Zwei lange Haushaltsgummis

Was ist zu tun?

Man nehme das Moosgummi, wickele es über die kurze Seite einmal um die Klopapierrolle und schneide alles ab, was übersteht. Dann klebe man das Moosgummi mit Tesafilm zusammen. Die Klopapierrolle bleibt in der Moosgummi-Rolle (Foto rechts).

Man knote die beiden Gummis zusammen.

Die Gummis wickele man dann um die Rolle wie auf dem Foto rechts zu sehen. Dabei halte man ein Ende des Gummis mit dem Daumen fest und wickele dieses von hinten nach vorne um die Rolle herum.
Das Ganze versuche man dann wegzuschnicken (Foto oben), so dass die Rolle schnell rotierend nach vorne wegfliegt. Dies klappt üblicherweise nicht gleich beim ersten Mal, sondern braucht etwas Übung.

Was ist geschehen?

Macht man es richtig, fliegt die Moosgummi-Rolle in einen Bogen nach oben, bevor sie auf den Boden fällt. Der Grund für dieses Verhalten ist der Magnus-Effekt, der hier wie folgt funktioniert:
Das Moosgummi hat eine rauhe Oberfläche. Die Rolle rotiert in der Grafik unten entgegen dem Uhrzeigersinn und reißt Luft mit sich. Diese Luftströmung
wird oberhalb der Rolle vom entgegenkommenden Wind beschleunigt und unterhalb abgebremst. Laut dem Gesetz von Bernoulli herrscht aber dort, wo Luft schneller strömt ein Unterdruck und damit ein Sog. Dieser Sog führt dazu, dass die Rolle nach oben abgelenkt wird - und der Fußball eine Bananenflanke beschreibt. Ein zusätzlicher Faktor sind außerdem Wirbelschleppen, die sich am Ball ausbilden und ihm noch einen zusätzlichen Schubs geben, aber da wird es dann richtig kompliziert...

Dieses Phänomen im Alltag

Der Magnus-Effekt spielt nicht nur bei der Bananenflanke im Fußball, sondern auch im Golf, Tennis oder Tischtennis eine Rolle. Es gab früher auch so genannte Rotorschiffe und -flugzeuge, die einen Flettner-Rotor als Antrieb verwendeten, der wiederum den Magnus-Effekt ausnutzte.

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