Experiment zu "Luft bremst und kann etwas tragen"

Der Fallschirm ohne Loch fliegt unkontrolliert. Er landet selten im Inneren der Kreise. Dagegen fliegt der Fallschirm mit Loch etwas schneller und kontrollierter zu Boden. Er landet öfter in der Mitte der Kreise.

Wenn wir etwas fallen lassen, z.B. einen Apfel, fällt er immer auf den Boden. Das liegt an der Erdanziehungskraft. Die Erdanziehungskraft ist der Grund, warum alles auf den Boden fällt. Löst sich ein Apfel vom Ast eines Baumes, fällt er nach unten. Der Fallschirm fliegt aber langsamer nach unten als ein Apfel. Warum ist das so?

Der Fallschirm fällt durch die Erdanziehungskraft zu Boden. Die Luft, die sich unter dem geöffneten Fallschirm staut, verlangsamt jedoch den freien Fall. Die bremsende Kraft, die auf den Fallschirm wirkt, bezeichnet man als Luftwiderstand. Je größer die Fläche des Fallschirms ist, desto größer ist auch der Luftwiderstand. ☞ Probier doch mal aus: Baue größere und kleinere Fallschirme. Der Luftwiderstand wirkt beim Fall dem Gewicht des Fallschirms entgegen. Deshalb sinkt der Fallschirm langsamer zu Boden und wird abgebremst. Ist der Fallschirm geöffnet, sinkt er mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu Boden.

Das Loch verringert die Fläche des Fallschirms, gegen die die Luft drücken kann. Der Luftwiderstand wird kleiner und der Schirm fällt schneller nach unten. Beim Fallschirm ohne Loch, muss die Luft über die Schirmränder entweichen. Dies führt zu einem Schaukeln des Fallschirms. Bei einem Fallschirm mit Loch, kann die Luft gleichmäßig durch das Loch entweichen. Dies führt zu einem ruhigen, kontrollierten Fall.

Während dem Pusten bewegt sich das Papier nach oben. Hört man auf zu pusten, geht das Papier wieder nach unten.

Beim Pusten erzeugt man einen Luftstrom. Pustet man nach unten auf das Papier, so wird der ankommende Luftstrom aufgespalten. Dies kannst du auf dem Bild erkennen. Ein Teil der Luft strömt so oberhalb und der andere Teil der Luft unterhalb des Papiers vorbei. Oberhalb des Papiers strömt die Luft schneller, unterhalb strömt sie langsamer. Das mit Luft umströmte Papier bewegt sich nach oben, da es einen Auftrieb erhält. Warum erhält die Luft einen Auftrieb?

Luft hat die Eigenschaft, dass sie durch ihr Gewicht von allen Seiten auf Flächen drücken kann. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten führen zu einem Luftdruckunterschied oberhalb und unterhalb des Papiers. Da der Luftdruck oberhalb des Papiers niedriger ist als unterhalb, wird das Papier nach oben gedrückt. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen bezeichnen dies als Auftrieb. Sobald der Luftstrom abbricht, sinkt das Papier nach unten. Damit der Auftrieb erhalten bleibt, darf der Luftstrom nicht abbrechen.