Tischtennisball im Luftstrom

Kurzbeschreibung

Eine kurze Düse aus Glas wird an die hauseigene Pressluftversorgung angeschlossen. Hält man die Düse senkrecht, so kann man etwa einen halben Meter von der Mündung entfernt einen Tischtennisball platzieren, der auf dem Luftstrom wie aus einem Springbrunnen reitet, ohne herunterzufallen. Der Strahl lässt sich sogar um etwa 30° gegen die Vertikale neigen, ohne den Ball zu verlieren, der dann unten am Strahl hängt.

Wirkungsweise:

Die Luft strömt zunächst auf den Ball zu und teilt sich beim Auftreffen auf die Oberfläche des Balls so, dass an allen Seiten des Balls etwa die gleiche Menge entlang strömt. Beim Auftreffen auf den Ball übertragen die schnellen Gasteilchen der Luft ihren Impuls teilweise auf die Oberfläche. Die Summe der vielen kleinen Impulse ist dabei eben so groß, dass die Gewichtskraft des Balls ausgeglichen wird. Erhöht man den Druck und damit die Strömungsgeschwindigkeit, schwebt der Ball in einer größeren Höhe. Es hat sich dann ein neue Gleichgewicht zwischen der Gravitationskraft, die auf den Ball wirkt, und den "stoßenden Gasteilchen" eingestellt.
Bei einer schnellen Strömung wirkt senkrecht zur Strömungsrichtung ein Unterdruck. Dies ist deshalb der Fall, weil die schnellen Gasteilchen aus der Strömung die angrenzenden (in Ruhe befindlichen) mitreißen, so dass dort weniger Teilchen (also ein Unterdruck) vorhanden sind. Der Unterdruck bewirkt, dass der Ball immer wieder in die Mitte des Luftstrahls gerückt wird.
Gerät der Ball z.B. durch einen kleinen Windstoß aus dem Zentrum der Strömung heraus, bedeutet dies, dass nun auf der anderen Seite der Luftstrom weniger stark durch den Ball gehindert wird - dort also schneller ist. Wenn der Ball also nach rechts wackelt, entsteht auf der linken Seite eine schnellere Strömung, die dazu führt, dass dort ein geringerer Druck entsteht als auf der rechten Seite. Somit wird der Ball durch den größeren Druck auf der rechten Seite wieder nach links gerückt. Der Ball zentriert sich immer wieder selber.

Ähnlich ist es, wenn man den Schlauch neigt, so dass die Strömung schräg über den Ball hinweg verläuft. Auch dann entsteht eine Strömung, die im oberen Bereich schneller ist und einen Unterdruck erzeugt, wodurch der Ball in der Schwebe gehalten wird.

Betriebsanweisungen: Lampen, Elektrogeräte, Druckluft

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