Das Luftballonauto

Wird das Ventil geöffnet, strömt Luft aus dem Ballon. Der Wagen setzt sich entgegen der Strömungsrichtung in Bewegung.

Hinten auf den Rückstoßwagen steckt man die Ventilgabel. Darin wird das Ventil geklemmt, an dem der Luftballon befestigt ist. Dann bläst man Luft in den Ballon und schließt das Ventil. Ist der Ballon aufgeblasen, stellt man das Fahrzeug auf eine ebene Fläche und öffnet das Ventil.

kommerzielles Luftballonauto (links) und Eigenbau (rechts)

• 1 Rückstoßwagen,
• 1 Ventilgabel,
• 1 Luftballon,
• 1 Ballonventil,

Wird der Wagen selbst gebaut, sollte er möglichst leicht sein, damit der Effekt besonders gut zu sehen ist. Der Untergrund sollte möglichst glatt und eben sein.

Was fachlich hinter dem Versuch steckt

Der Versuch demonstriert das Rückstoßprinzip. Das Rückstoßprinzip ist immer dann wirksam, wenn von einem Körper etwas weggeschleudert oder in eine bestimmte Richtung abgegeben wird. Der verbleibende Körper erfährt dann eine Kraft in der entgegen gesetzten Richtung. Das Rückstoßprinzip ist eine Folge des 3. Newtonschen Axioms, das besagt, dass immer wenn ein Körper A auf einen anderen Körper B eine Kraft ausübt, der Körper B eine gleich große Kraft in der entgegen gesetzten Richtung auf A ausübt. Dieses Prinzip bezeichnet man auch als Wechselwirkungsgesetz oder "actio = reactio". Die beiden Körper, die hier im Spiel sind, ist die Luft und das Luftballonauto. Der gespannte Luftballon des Luftballonautos übt eine Kraft auf die darin befindliche Luft aus. Dadurch strömt die Luft nach hinten weg. Nach dem oben beschriebenen Gesetz muss nun die Luft auf den Luftballon und den damit verbundenen Wagen eine gleich große Kraft in der anderen Richtung ausüben. Deshalb bewegt sich der Wagen in der anderen Richtung. Je leichter der Wagen ist, desto leichter setzt er sich in Bewegung. (Eine andere Erklärung des Rückstoßprinzips ist die Erhaltung des Gesamtimpulses. Siehe Erläuterungen zur Luftballonrakete.)

Was der Versuch mit dem Alltag zu tun hat

Ein Beispiel für das Rückstoßprinzip im Alltag ist der Düsenantrieb von Flugzeugen. Auch einige Tiere bewegen sich nach diesem Prinzip vorwärts. Z.B. schleudern Tintenfische Wasser nach hinten, um sich selbst fortzubewegen. Rasensprenger verändern ihre Position ebenfalls mit diesem Prinzip. Auch beim Abfeuern einer Gewehrkugel ist der Rückstoß zu spüren. Dies sieht man in Filmen recht häufig.

Man kann dieses Prinzip auch leicht zeigen, indem man sich auf ein Skateboard stellt und Dinge wegwirft.

Rita Wodzinski