Drehe an der Kurbel und beobachte das Wasser im Zylinder!
WORUM GEHT ES?
Jeden Morgen könnt ihr in einen Wirbeltrichter schauen, wenn ihr beim Frühstück euren Kakao, Tee oder Kaffee umrührt. Mit Hilfe der Wassersäule in diesem Experiment könnt ihr das Phänomen einmal genauer unter die Lupe nehmen.Eine Plexiglassäule ist bis zu 2/3 mit Wasser gefüllt. Am Boden befindet sich ein Flügelrad, das mit Hilfe einer Kurbel in Drehung versetzt werden kann. Dadurch dreht sich das Wasser mit. Es bildet sich ein Wassertrichter.
WESHALB IST DAS SO?
Durch Drehen der Kurbel bewegt sich das Flügelrad in der Wassersäule und versetzt das Wasser in Bewegung. Begrenzt durch die Plexiglassäule wird es auf eine Kreisbahn gezwungen, wobei das Wasser der Fliehkraft unterliegt. Ähnlich wie die Personen in einem Auto, das durch eine Kurve fährt, wird das Wasser durch die Fliehkraft nach außen gedrückt. Dadurch entsteht in der Mitte der Wassersäule ein Unterdruck, der das Wasser absinken lässt, und in den äußeren Bereichen ein Überdruck, sodass das Wasser dort in die oberen Schichten ausweicht und der Wasserspiegel steigt. Ein Wirbeltrichter bildet sich aus. Je schneller nun das Wasser durch das Flügelrad bewegt wird, desto stärker formt sich der Trichter aus. Der Unterdruck in der Mitte und der Überdruck am Rand werden mit steigender Geschwindigkeit größer. Das Wasser sinkt bzw. steigt dementsprechend stärker. Dadurch, dass das Wasser träge ist, bewegt es sich auch nach Stoppen des Flügelrades zunächst weiter und verliert nur langsam an Geschwindigkeit. Der Trichter ist also noch zu sehen, während sich die Kurbel schon lange nicht mehr dreht. Auch in eurer Kaffee-, Tee- oder Kakaotasse ist der Trichter noch zu sehen, wenn der Löffel schon längst wieder neben dem Becher liegt. Auch Tornados und Hurrikane sind Wirbeltrichter mit mehreren Kilometern Durchmesser. Sie entstehen u.a. ebenfalls durch Druckunterschiede in der Atmosphäre.