Warum schwebt

ein Heißluftballon?

Wolfgang Oehme, Jens Gabke, Christian Hanisch,

Fakultät für Physik und Geowissenschaften

Das Bermuda-Dreieck

Im Bermuda-Dreieck verschwinden spurlos Schiffe und Flugzeuge.

Die Weltmeere tragen große Schiffe und riesige Eisberge.

Warum?

Die Erde zieht alle Körper an.

Die Körper haben ein Gewicht.

Gewicht

Das Gewicht der Körper

Der Auftrieb

Wasser möchte alle Körper herausheben.

Auf die Körper wirkt ein Auftrieb.

Auftrieb

Wettstreit zwischen Gewicht und Auftrieb

Gewicht siegt Auftrieb siegt

Stein

Wasser Wasser

Luftballon

Wir können das Gewicht verändern

Gefäß mit viel und wenig Sand

Wir können den Auftrieb verändern

großer Auftrieb kleiner Auftrieb

leere Gefäße mit unterschiedlichem Volumen

Wasser

Auftrieb

Wasser

Auftrieb

Wir können in den Wettstreit eingreifen

kein Sand

Auftrieb siegt

viel Sand

Gewicht siegtGleichgewicht

U-Boot

Wasser in den Tanks Luft in den Tanks Gewicht ist groß Gewicht ist klein

Volumen bleibt gleichAuftrieb bleibt gleich

U-Boot sinkt U-Boot steigt

Tauchfahrt eines U-Boots

U-Boote

Kriegsschiffe Forschung

Flaschenteufel

viel Wasser im Taucher wenig Wasser im Taucher Gewicht ist groß Gewicht ist klein

Volumen bleibt gleichAuftrieb bleibt gleich

Taucher sinkt Taucher steigt

WasserWasser

LuftLuft

Wasser

Schwimmblase eines Fisches

Mit der Schwimmblase passen sich Fische an die Wassertiefe an.

Hat Luft ein Gewicht?

Gibt es in Luft auch einen Auftrieb?

Unterscheiden sich heiße und kalte Luft?

Start eines Heißluftballons

Heißluftballon

kalte Luft

Brenner heiztheiße Luft tritt aus

heiße Luft

Gewicht wird geringer Gewicht wird größerVolumen bleibt gleich Auftrieb bleibt gleich

Ballon steigt Ballon sinkt

heiße Luft

Brenner ist auskalte Luft strömt ein

Warum schwebt ein Heißluftballon?

20°C

120°C

Auftrieb

Gewicht

Wind

Mit der Flamme wird das Gewicht der Luft im Ballon verändert.

Heißluftballons

Gebrüder Montgolfier (1783)

erste Ballonfahrer: Schaf, Hahn, Ente

Spezialballon auf Erdumrundung

Bertrand Piccard, Bryan Jones

(1999)

Luftschiffe / Zeppeline

Wasserstoff ist leichter als Luft

Wasserstoff brennt explosionsartig

brennende „Hindenburg“ (1937)

„Graf Zeppelin“236 m lang

Moderne Luftschiffe

Helium ist leichter als Luft.

Helium brennt nicht.

Luftschiff „Hindenburg“über New York

245 m lang

Zeppelin NT, 75 m lang

Galilei-ThermometerWir ändern die Temperatur der Umgebung.

kalte Flüssigkeit warme Flüssigkeitgroßer Auftrieb kleiner Auftrieb

Gewicht bleibt gleichTauchkörper steigt Tauchkörper sinkt

Wir verändern die Flüssigkeit

Leitungswasser Salzwasser Kartoffel sinkt Kartoffel steigt

Gewicht bleibt gleichAuftrieb ist klein Auftrieb ist groß

Kartoffel

Zaubertrick mit drei Eiern

rohes Ei weichgekochtes Ei hartgekochtes Ei

Die Skizzen verraten nicht alles. Was ist der Trick?

Warum schwebt ein Heißluftballon?

20°C

120°C

Auftrieb

Gewicht

Das Bermuda-Dreieck

Beobachtung: Im Bermuda-Dreieck steigt Methangas auf.

Wir wissen: In Gasen ist der Auftrieb gering.

Vermutung: Große Gasblasen wühlen das Meer auf. Die Schiffe sinken und laufen voll Wasser.

Warum …… braucht ein Flugzeug eine Start- und Landebahn?… kann ein Hubschrauber in der Luft stehen?… kann ein Luftkissenboot über Land fahren?… fliegt eine Rakete auch im luftleeren Weltraum?

Bildquellen

• Heißluftballons (mehrfach): Günter Schellenberg, Leipzig• Eisberg: Wikipedia User Marianocecowski• Heißluftballons: Spezialballon,Wikipedia• Moderne Luftschiffe: J.Rohrer, Wikipedia• Flaschenteufel: Hannes Grobe, Wikipedia• Wrack: Wollex, Wikipedia