Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 22: Sonstiges III

DD 22.1: Vortrag

Mittwoch, 10. März 2010, 13:40–14:00, S1

Magnuseffekt und Coandaheffekt - Demonstrationen zu ihrem besseren Verständnis — •Klaus Weltner — Institut für Didaktik der Physik, Uni Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt

Ein rotierender Zylinder, der im Luftstrom steht, erfaehrt eine seitlich wirkende Kraft, bekannt als Magnuseffekt. Er tritt beim Sport auf, wo *geschnittene* Baelle unerwartet gekruemmte Bahnen durchlaufen. Die klassische Erklaerung auf der Grundlage des Bernoullischen Gesetzes ist falsch, weil dort Ursache und Wirkung vertauscht werden. Ein physikalisches Verstaendnis ist leicht moeglich, wenn man von einem rotierenden Zylinder ausgeht, der sich in der ruhenden Luft bewegt. Die durch Reibung mitgenommene Luft durchlaeuft Kreisbahnen und fuehrt an der Trommeloberflaeche zu einem Unterdruck aehnlich wie im Kern eines Tornados oder einer Zentrifuge. Dieser Unterdruck wird experimentell nachgewiesen. Wird der Zylinder seitlich angestroemt, werden die Kruemmungen der Stromlinien an einer Seite verstaerkt und an der anderen Seite geschwaecht. Dies ruft die Druckunterschiede hervor.

Der Coandaheffekt beschreibt die Tatsache, dass stroemende Luft an leicht gekruemmten Flaechen entlang stroemt und der geometrischen Form dieser Flaeche folgt, wie zum Beispiel bei der Tragflaeche. Es wird ein Versuch gezeigt, der demonstriert, dass dies nur dann moeglich ist, wenn es Reibung gibt.