Versuch 40: Raketenantriebe

Versuchsdurchführung

a) Stahlkugelwagen


Auf einem Wägelchen ist schräg stehend ein etwa 60cm langes Rohr mit abgebogenem unteren Ende montiert. Das Rohr wird mit Stahlkugeln gefüllt und das untere Ende mit einer schwenkbaren Klappe verschlossen, die über einen dünnen Faden verschlossen gehalten wird. Um einen ruckfreien Start zu erreichen, wird dieser Faden durchgebrannt.

1) Wagen mit Auffangbehälter


Alle Kugeln werden nach dem Austritt aus dem Metallrohr auf dem Wagen durch einen Behälter aufgefangen. Dabei bewegt sich der Wagen nur etwa 2cm weit fort.
Diese Bewegung ist alleine mit der Änderung des Schwerpunktes relativ zum Wagengehäuse zu erklären. Das heißt der Schwerpunkt hat sich 2cm relativ zum Wagengehäuse verschoben.

2) Wagen ohne Auffangbehälter


Der Auffangbehälter auf dem Wagen wird entfernt, sodass die Kugeln ungehindert auf den Tisch rollen können.
Dabei zeigt sich, dass der Wagen beschleunigt, bis alle Kugeln das Rohr verlassen haben und sich dann gleichförmig weiterbewegt.

b) Wasserrakete

Quer durch den Hörsaal ist in etwa 3m Höhe ein etwa 25m langer Nylonfaden gespannt. Am unteren Ende des Nylonfadens wird eine Wasserrakete eingeklinkt, die aus einem Kunststoffgehäuse besteht, dass etwa zur Hälfte mit Wasser gefüllt wird.

Die Rakete wird auf der Startvorrichtung von einem Stopfen verschlossen, der über eine Klammer gesichert ist. Durch den Stopfen ist ein Rückschlagventil geführt, sodass mit einer Handpumpe Luft in die Rakete gepumpt werden kann.
Ist genug Druck aufgebaut, so kann über eine Schnur die Sicherungsklammer gelöst werden, sodass das Wasser mit Druck durch die Düse entweichen kann. Dabei fliegt die Rakete am Nylonfaden entlang bis zum oberen Ende des Hörsaals und spritzt die ersten Reihen der Studenten ein wenig nass.