Dieses Experiment demonstriert, wie ein Flügel durch die Wechselwirkung mit Luft Auftrieb erzeugt, basierend auf dem Bernoulli-Prinzip. Der aerodynamischeAuftrieb ist die Kraft, die ein Flugzeug in der Luft hält.
Materialien:
Pappe: Ein Stück Pappe (ca. 10×8 cm).
Strohhalm
Starrer Draht: Ein ca. 30 cm langes Stück Draht (z.B. von einem aufgebogenen Kleiderbügel).
Haarfön: Als Luftstrom-Erzeuger.
Holzsockel: Ein kleines Stück Holz als Basis.
Hilfsmittel: Klebstoff, Schere, Ahle, Bohrer
Anleitung
Den Flügel formen: Nimm die Pappe und falte sie in der Mitte. Schiebe den oberen Teil nach vorne, um eine gekrümmte Form zu erhalten, die einem Flugzeugflügel ähnelt. Klebe die Ränder zusammen und schneide überstehende Reste ab.
Loch vorbereiten: Stich mit der Ahle ein kleines Loch vom Durchmesser des Strohhalms in die Vorderseite des Pappflügels, in der Nähe der gebogenen Kante.
Strohhalm befestigen: Schneide ein kurzes Stück vom Plastikstrohhalm ab und stecke es mittig in das Loch im Flügel.
Sockel vorbereiten: Bohre mit der Ahle oder einem Bohrer ein Loch in die Mitte des Holzsockels.
Draht einführen: Stecke das ca. 30 cm lange Stück Draht in das Loch des Holzsockels. Schiebe ein Stück des Strohhalms darüber.
Flügel montieren: Schiebe den Flügel mit dem Strohhalm auf den Draht. Der Strohhalm sollte so auf dem Draht gleiten können, dass der Flügel sich frei nach oben und unten bewegen kann.
Durchführung und Beobachtung:
Schalte den Fön ein und richte den Luftstrahl auf die Vorderseite des Flügels.
Beobachte, was passiert. Du wirst sehen, dass der Flügel nach oben schwebt.
Erklärung:
Form des Flügels: Die gekrümmte Oberseite des Flügels ist entscheidend. Wenn die Luft vom Fön auf die Vorderkante trifft, teilt sie sich in zwei Ströme: einer fließt über die gekrümmte Oberseite, der andere unter der flachen Unterseite hindurch.
Überdruck: Unter dem Flügel entsteht ein Überdruck, da die Luft nach unten weggedrückt und dabei beschleunigt wird. Das erzeugt z. B. auch den Luftstrom des Haarföns.
Unterdruck: Über dem Flügel entsteht Unterdruck, da dort die Luft schneller strömt als unten (Bernoulli-Prinzip).
Auftriebserzeugung: Der Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite des Flügels erzeugt eine Nettokraft nach oben – den aerodynamischen Auftrieb – der den Pappflügel anhebt. Beachte: Druck ist nicht gleich Kraft, der Druck muss noch über die Flügelfläche aufintegriert werden, um die Gesamtkraft zu erhalten.
