Bernoulli-Effekt

Die Bernoullischen Zahlen stammen von Jakob Bernoulli, der einen Bruder namens Johann hatte, der wiederum einen Sohn David hatte. Und der hat 1738 die Bernoullische Gleichung ersonnen, von der hier die Rede sein wird. Die Kernaussage dieser Gleichung ist: In einer stationären, reibungsfreien, inkompressiblen Strömung nimmt der statische Druck mit steigender Geschwindigkeit ab. Dieses Phänomen heißt "Bernoulli-Effekt".
Für die tatsächlich strömenden Medien (z. B. Luft, Wasser) gilt dies auch.
  • Viele kennen den Duschvorhang, der sich dem Duschenden bedrohlich nähert.
  • Schwimmer werden in eine Strömung hineingezogen.
  • Flugzeugflügel sind oben stärker gebogen als unten, die Luft strömt oben schneller als unten.
  • Flatternde Fahnen.
  • Zerstäuber (s. u.)
  • Wasserstrahlpumpen.
  • Parallel fahrende Schiffe ziehen sich an.
Bernoulli-Ball
Ein Ball in einem kräftigen aufwärts gerichteten Luftstrom wird nicht etwa weggeschleudert, sondern bewegt sich hin- und hertanzend ohne wegzufliegen oder herabzufallen. Er schwebt wie auf einem Luftkissen.

Mit einem elektrischen Haarföhn oder einem entsprechendem Staubsauger und einem leichten (Ping-Pong-) Ball ist dies leicht nachzuprüfen.

Die vertikale Stabilität wird durch ein Gleichgewicht zwischen Gravitation und der Druckdifferenz unter dem Ball und über dem Ball erreicht. Mit der bloßen Hand ist diese Differenz "messbar": Je weiter wir weg sind vom Ursprung des Stromes, umso schwächer ist er zu spüren.

Die horizontale Stabilität rührt vom Bernoulli-Effekt, also dem Unterdruck im Luftstrom. Der Ball wird immer wieder in die Mitte des Luftstrahls gerückt. Der Ball zentriert sich also auf Grund des Bernoulli-Effektes immer wieder neu.

Ähnlich ist es, wenn man den Luftstrom neigt, so dass die Strömung schräg über den Ball hinweg verläuft. Es entsteht eine Strömung, die im oberen Bereich schneller ist und einen Unterdruck erzeugt, wodurch der Ball in der Schwebe gehalten wird.
Ersetzt man den Ping-Pong-Ball durch einen Luftballon, wird die Schwebehöhe vergrößert. Verbirgt man dann noch den Luftstrom-Mechanismus, wirkt das Ganze sehr geheimnisvoll.
Pustespiele
Bei diesem Spielzeug wird der Ball durch Pusten zum Schweben gebracht, kann dann in die obere Rohröffnung schlüpfen und zurück in die Ausgangslage sausen.
Etwas ähnliches für Anfänger, mit einem Faden, der nicht herunterfallen kann.
Zerstäuber
Atomiser, Evaporator
The Parallel Plate Paradox
Air-Stream-Lift
 
Obwohl man das Papierblatt "wegpustet", bleibt es hängen. Gut nachzubauen mit einem Trinkhalm, einem Bierfilz mit einem Loch in der Mitte, etwas Klebstoff und einem Blatt Papier.



Magic Bottle


Das Dach hebt ab

1876 Hagenbach Die auf dem Wasserstrahl schwebende Kugel Annalen der Physik und Chemie 235 (2-159) 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 Bild

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