Post von Ranga Yogeshwar Warum sinkt der Heliumballon zu Boden?

aus Die Große Show der Naturwunder vom Donnerstag, 3.7.2008 | 20.15 Uhr | Das Erste

In der achten Ausgabe von "Die große Show der Naturwunder" mussten wir bei der Erklärung eines Experiments zum ersten Mal mit den Schultern zucken. Doch die Zuschauer der Naturwunder-Show ließen uns nicht im Stich. Noch nie haben uns so viele Zuschauer geschrieben und sich Gedanken über eine mögliche Antwort gemacht.

Und darum geht es:

Während unseres Parabelflugs probierten wir unter anderem aus, welche Auswirkungen die Schwerelosigkeit auf einen Heliumballon hat. Wir wollten wissen, wie er sich bei Eintritt in die Schwerelosigkeit verhält. Dass der Ballon bei normaler Erdanziehung (also 1g) an die Decke steigt ist wenig verwunderlich, denn Helium hat eine geringere Dichte als Sauerstoff und treibt die Ballonhülle deshalb in die Höhe.

Doch wie verhält sich der Heliumballon, wenn während des Parabelflugs plötzlich die Schwerelosigkeit (also 0g) eintritt?

Wir haben viele Vorschläge erhalten und ausgewertet. Hier das Fazit aus den vielen Theorien, die Sie uns geschickt haben.

Das Phänomen ist durch drei Prozesse zu erklären:

1. Der Heliumballon an der Schnur besitzt einen Auftrieb. Diese Kraft verformt die elastische Ballonhülle und spannt diese wie eine Feder. Sobald die Schwerelosigkeit eintritt, entspannt sich diese Feder und versetzt dem Ballon einen Impuls nach unten.

2. Der "Federeffekt" wird sogar noch verstärkt, denn bevor die Schwerelosigkeit eintritt, gibt es durch die parabelförmige Flugbahn des Flugzeugs zunächst eine Phase, in der die doppelte Erdanziehungskraft herrscht. Diese 2g-Phase bewirkt eine noch stärkere Auftriebskraft beim Heliumballon. Den Effekt kennt man auch vom Heliumballon im bremsenden Auto: Der Heliumballon wandert nach hinten, die schwerere Luft hingegen nach vorne!

3. Vor Erreichen der Schwerelosigkeit gibt es sogar leichte Negativ-Beschleunigungen (im hundertstel g-Bereich) - dies ist eine Besonderheit des Parabelflugs. Daher heben auch Objekte am Boden ab, obwohl diese eigentlich liegen bleiben müssten. Der Helium-Ballon erfährt also einen zusätzlichen negativen Auftrieb.

Das ganze Team bedankt sich bei allen Zuschauern, die sich an der Suche nach der richtigen Lösung beteiligt haben. Wir wünschen Ihnen auch weiterhin viel Freude bei den weiteren Ausgaben von "Die große Show der Naturwunder".

Ihr
Ranga Yogeshwar