Big Bang 2, Schulbuch

110 14 Ballons, Flugzeuge und Raketen a) Der Rotor drückt die Luft mit der Kraft F Helikopter-Luft nach unten. Dadurch entsteht die Gegenkraft F Luft-Helicopter . b) Diese Gegenkraft ist die eigentliche Auftriebskraft. Ist sie so groß wie die Gewichtskraft, schwebt der Helikopter. B 14.16 Die Auftriebskraft F A kommt nicht auf Grund von Dichteunterschieden wie beim Ballon zu Stande, sondern durch strömende Luft . Deshalb spricht man hier vom aerodynamischen Auftrieb (gr. aer = Luft, dynamis = Kraft). Natürlich kann ein Hubschrauber noch mehr, als nur in der Luft rumstehen. Die Rotor- blätter haben ein Tragflächenprofil . Werden sie stär- ker angestellt ( B 14.17 a ), wird der Auftrieb erhöht, und der Helikopter steigt. Werden sie flacher gestellt, sinkt der Auftrieb und mit ihm der Hubschrauber. Zum Vor- wärtsfliegen wird der Rotor oder der gesamte Helikopter etwas gekippt ( B 14.17 b ). Auch Ahorn­ samen nutzen den aerodynamischen Auftrieb aus ( 1  Info: Ahornsamenrotor ). a) Die Auftriebskraft ist größer als die Gewichtskraft – der Helikopter steigt. b) Kräfte beim Vorwärtsflug B 14.17 Ahornsamenrotor Wenn die Zeit reif ist, brechen die Ahornsamen in der Mitte auseinander und fallen vom Baum. Im Flug drehen sie sich wie ein Rotor ( B 14.18 ) und erzeugen dabei einen Auftrieb. Die Samen bleiben dadurch länger in der Luft und haben bessere Chancen, vom Wind vertragen zu werden ( A7 ). Mehrfachbelichtung eines fallenden Ahornsames. B 14.18 Warum braucht man Wind zum Drachensteigen ( A8 )? Weil man strömende Luft benötigt, die man ablenken kann ( B 14.19 ). Diese abgelenkte Luft erzeugt wiede- rum eine Gegenkraft, die auf den Drachen wirkt und ihn in der Luft hält. Der Effekt ist unter dem Strich der- selbe wie beim Helikopter: Luft nach unten, Drachen nach oben. Die strömende Luft wird vom Drachen nach unten gedrückt. Dadurch ent- steht eine Gegenkraft, die den Drachen nach oben und hinten zieht. B 14.19 Und damit kommen wir zur Königsklasse der Schwerer-als-Luft-Objekte: den Flugzeugen . Die Ver- hältnisse an Tragflächen können kompliziert sein, aber das Prinzip ist wie bei Helikopter und Drachen. Durch ihre besondere Form lenkt eine Tragfläche die Luft nach unten ab ( B 14.20 ; A13 ). Die dabei entstehen- de Gegenkraft drückt das Flugzeug nach oben. Luft nach unten, Flugzeug nach oben. Das war’s – eigent- lich sehr übersichtlich! Meistens ist es aber üblich, den Auftrieb einer Tragfläche mit Hilfe des Drucks zu erklä- ren ( 1  Info: Bernoulli ). Die strömende Luft wird nach unten abgelenkt. Die Gegenkraft drückt die Tragfläche nach oben. Die Kraft F Tragfläche-Luft entsteht ober- und unterhalb der Tragfläche, ist aber zu einer Kraft zusammengefasst. B 14.20 Bernoulli Je schneller Luft strömt , desto geringer ist der Druck . Das entdeckte Daniel Bernoulli bereits im 18. Jahr- hundert. Wenn du zwischen zwei Papierblättern durchbläst, dann werden diese durch den Unterdruck zueinander gezogen und auch der Papierfilter wird deshalb in den Trichter gesaugt ( A9 ). Dieser Effekt ist es auch, der die kleine Kugel wie durch ein Wunder über dem Strohhalm schweben lässt ( A10 ). Weicht sie nämlich aus der Mittelposition ( B 14.21 a ) ab, so wird sie auf Grund des dadurch entstehenden Unterdrucks von selbst wieder in die Mitte zurückgesaugt ( b ). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv