Der Ballon-Helikopter ist ein klassisches Physik-Spielzeug, das nur scheinbar wie ein Ballonauto oder Ballonboot funktioniert. Tatsächlich ist seine Bewegung etwas schwieriger zu verstehen.
Der Grund: Im Fall des Ballon-Helikopters muss man das dritte Newtonsche Gesetz nicht nur einmal, sondern gleich zweimal anwenden, um erklären zu können, warum der kleine Hubschrauber abhebt. Damit ist der Ballon-Helikopter ein ideales physikalisches Spielzeug für kostengünstige Schülerexperimente. Nicht umsonst widmete die bekannte US-amerikanische Zeitschrift „The Physics Teacher“ (Der Physiklehrer) diesem Produkt einen ganzen Artikel.
Wie funktioniert der Ballon-Helikopter?
Um den Ballon-Helikopter fliegen zu lassen, steckt man die Flügel auf die Düse. Auf diese Düse wiederum zieht man den aufgeblasenen Ballon, lässt los und schon hebt der Ballon-Helikopter ab. In dem nachfolgenden Video (auf Englisch) wird nicht nur gezeigt, wie ein Ballon-Helikopter fliegt, sondern auch, wie man einen solchen Hubschrauber selbst bauen kann. Im Gegensatz zu den Helikopter-Bausätzen, die man kaufen kann, wird hier mit Strohhalmen gearbeitet.
Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren
Der Ballon-Helikopter und das dritte Newtonsche Gesetz
Das Verhalten des Ballon-Helikopters demonstriert schön Newtons drittes Gesetz. Dieses besagt, dass zu jeder Kraft eine gleich große, entgegengesetzt gerichtete Kraft existiert. Wenn ein gewöhnlicher Ballon aufgeblasen und dann losgelassen wird, übt die Gummihaut des Ballons eine Kraft auf die Luft in seinem Inneren aus, so dass diese durch die Öffnung nach außen gedrückt wird. Die Luft wiederum übt eine Kraft auf den Ballon aus, der sich in die dem Luftstrom entgegengesetzte Richtung bewegt.
Der Helikopter-Aufsatz leitet die Luft jedoch seitlich durch die Rotorblätter. Die Rotorblätter drücken die Luft zur Seite, und die Luft übt eine entgegengesetzte Kraft auf die Rotorblätter aus. Diese Kraft bringt die Rotorblätter oder Flügel zum Drehen. Die rotierenden Flügel drücken beim Drehen nach unten auf die umgebende Luft. Die Luft übt eine entsprechende Aufwärtskraft auf die Rotorblätter aus. Diese Auftriebskraft der umgebenden Luft ist es schließlich, die den Helikopter aufsteigen lässt.
Ballon-Helikopter: So wird die Energie gespeichert
Zugleich kann man beim Ballon-Helikopter erleben, wie sich Energie speichern lässt. Beim Aufblasen des Ballons muss man kräftig pusten, um die Haut des Ballons zu dehnen. In der Gummihaut und den zusammengedrückten Luftteilchen steckt dann die sogenannte potenzielle Energie, die nach dem Loslassen in kinetische Energie und damit die Bewegungsenergie des Helikopters umgewandelt wird. Vor allem gilt: Energie verschwindet nicht. Sie wird immer nur umgewandelt, zum Beispiel auch in Reibungsenergie. Ein einfacher Ballon-Helikopter oder auch ein Ballonauto stecken also voller spannender Physik!
Quellen:
Demonstration des Dritten Newtonschen Gesetzes mit einem Ballon-Helikopter. (Ng, Yee-Kong & Mak, Se-Yuen & Chung, Choi-Man. (2002). Demonstration of Newton’s third law using a balloon helicopter. The Physics Teacher. 40. 181-182. 10.1119/1.1466555.).
Seite „Actio und Reactio“. In: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 25. Mai 2023, 14:28 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Actio_und_Reactio&oldid=234023765 (Abgerufen: 6. Mai 2025, 07:13 UTC)
