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Das mit Wasser gefüllte Glas auf diesem Foto steht Kopf. Dieser Versuch lässt einen den Atem anhalten, aber daneben geht bestimmt nichts. Dieses Physik Experiment ist ein toller Party-Gag.
Was wird gebraucht?
Was ist zu tun?
Man fülle das Glas randvoll mit Wasser, lege das Stück Karton darauf und drehe das Glas um. Dann lasse man den Karton los.
Der Versuch funktioniert auch mit weniger Wasser und statt Karton kann man Papier verwenden.
Dann ist jedoch während des Umdrehens Geschicklichkeit gefragt, damit nichts daneben geht.
Was ist geschehen?
Der feuchte Bierdeckel hält das Glas so dicht, dass keine Luft eindringen kann. Daher kann auch kein Wasser auslaufen, da sonst im Innern des Glases ein Vakuum entstehen würde. Vakuum bedeutet in der Physik nicht notwendigerweise, dass ein Raum luftleer ist. Es reicht, wenn dort ein deutlich niedrigerer Druck herrscht als die auf der Erde üblichen ein bar (siehe Wikipedia).
Es ist aber NICHT dieses Vakuum, das den Bierdeckel an das Glas "saugt", sondern es ist der Luftdruck, der von außen drückt und dadurch den Bierdeckel an das Glas presst.
Diese Erklärung lässt sich durch folgendes Gedankenexperiment leicht verstehen: Was passiert, wenn man den selben Versuch in einer Kammer macht, in der Vakuum herrscht? In diesem Fall wäre der Luftdruck auf das Glas und den Bierdeckel null, der Bierdeckel würde abfallen und das Wasser auslaufen. Es spielte dabei keine Rolle, ob im Glas ein Vakuum entstünde, denn außen herrscht ja auch eines. Dies zeigt: Auf den Druckunterschied zwischen Innen und Außen kommt es an.
Mit Wasser in Vakuum geschehen übrigens noch diverse andere Dinge. Dazu gibt es einen guten Link bei den Linktipps.
(Eine der vielen Quellen zu diesem Versuch: Die Steve Spangler Show)
Dieses Phänomen im Alltag
Druckunterschiede gehen mit starken Kräften einher. Dies ist auch der Grund, warum im Flugzeug der Innendruck der Kabine nach dem Start abgesenkt wird. Nur so lässt sich verhindern, dass die Kräfte auf den Flugzeugrumpf zu groß werden.
Ansonsten lässt sich die Kraft von Luftdruck auch prima an Saugnäpfen erfahren und die gibt es überall - nicht nur im Haushalt. In der Natur sind sie weit verbreitet - Kraken und Schnecken sind sicher die bekanntesten Beispiele. Aber genauso kommen sie in vielen technischen Anwendungen zum Einsatz. Ein Saugnapf hält, weil zwischen ihm und der Oberflächen, an der er haftet, ein Unterdruck herrscht.
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Am eindrücklichsten hat sicherlich Otto von Guericke Mitte des 17. Jahrhunderts die ungeheure Kraft von Luftdruck demonstriert. Er legte zwei hohle Halbkugeln so aneinander, dass sie eine Kugel bildeten. Dann erzeugte er in ihrem Inneren ein Vakuum, indem er er die Luft aus dem Hohlraum pumpte. 16 Pferde vermochten es nicht, die besagten Halbkugeln wieder auseinander zu bringen. Nicht das Vakuum hält die Halbkugeln dabei zusammen, sondern die sie umgebende Luft. Guericke wollte beweisen, dass ein leerer Raum und damit ein "Nichts" existieren kann - und es konnte. Das war damals eine sensationelle Entdeckung. Schon Aristoteles befasste sich mit der Frage nach dem Nichts und ging davon aus, dass überall, wo Raum ist, auch Materie sein muss. Die Luftpumpe, die Guericke verwendete, hatte er übrigens kurz zuvor selbst entwickelt.
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