10. Oktober 2012

Die Kraft des Wasserdrucks

Folgende Frage stand im Raum: "Können wir einen Luftballon mit Gießkanne und Schlauch mit Wasser füllen?" Die Vermutung war "Nein". Es war klar, dass das direkt an einer Wasserleitung funktioniert, aber ohne den Leitungsdruck konnte sich das kein Kind vorstellen. Also haben wir es gleich ausprobiert!

Wir benötigten:

ein zwei bis drei Meter langes Schlauchstück (habe ich mir in der Zooabteilung eines Baumarktes besorgt) mit einem passenden Trichter
ein Haushaltsgummi
Luftballons und eventuell Wasserbomben
Gießkanne
Wasser
einen Stuhl - je nach Bedarf

Wie sind wir vorgegangen?

Zuerst haben die Kinder versucht, direkt mit der Gießkanne Wasser in einen Luftballon zu füllen. Ein bisschen Wasser ging schon rein, aber das Luftballongummi hat sich nicht gedehnt und weiteres Wasser floss deshalb am Luftballon herunter. Auch der Versuch, den Luftballon über den Gießkannenausguss zu ziehen, war nicht wirklich von Erfolg gekrönt.

Also haben wir es mit dem Schlauch versucht. Dafür haben die Kinder den Trichter fest in das eine Ende des Schlauches gesteckt. Am anderen Ende des Schlauches habe ich den Luftballon mit dem Gummi befestigt.

Experimente mit Wasserdruck — Wasser marsch!

Und schon konnte es losgehen!

Mit der Gießkanne haben die Kinder Wasser in den Trichter gegossen. Es dauerte gar nicht lange, bis die Kinder beobachten konnten, wie sich der Luftballon langsam mit Wasser füllte.

Schnell kam die Idee auf, den Luftballon hochzuheben. So wurde der Luftballon nicht mehr größer. Stattdessen lief der Trichter mit Wasser über.

Zurück auf dem Boden ließ sich der Luftballon weiter munter mit Wasser füllen. Und das ging umso besser, je höher die Kinder den Trichter hielten. Dafür haben sie sich zum Schluss sogar auf einen Stuhl gestellt.

Spannend war die Frage, wie viel Wasser in den Luftballon hineingeht oder anders gefragt: Wann würde der Luftballon platzen? In dieser Phase des Experiments haben die Großen die Verantwortung übernommen. Die kleineren Kinder haben sich verzogen, um im Falle eines Platzens nicht nass zu werden.

Unser Luftballon war sehr groß und sehr dehnbar. Aus diesem Grund ging mehr Wasser hinein als in die meisten handelsüblichen Luftballons. Schließlich platzte er aber doch!

Was war passiert?

Luftballon und Trichter waren über den Schlauch miteinander verbunden. Der Wasserdruck nimmt mit der Tiefe zu (vergleiche: "Wasserdruck in der Tiefe höher"). Je höher der Trichter gehalten wurde, desto höher wurde der Wasserdruck im Schlauch. Der Wasserdruck (= die Kraft der Wasserteilchen) war so hoch, dass das Gummi des Luftballons gedehnt wurde und sich der Luftballon mit Wasser füllte.

Als der Luftballon auch hochgenommen wurde, entstand plötzlich ein Gegendruck. Deshalb ließ sich der Luftballon nicht weiter mit Wasser füllen (vergleiche:"Wasserstand ist gleich hoch").

Eine Alternative zum Luftballon ist eine Wasserbombe. Das Gummi ist zumeist schwerer zu dehnen und somit muss der Wasserdruck besonders hoch sein. Das haben wir zum Schluss auch noch ausprobiert. Hier war schön zu erkennen, dass je nach Höhenlage des Trichters die Wasserbombe sofort reagierte, indem sie größer und auch wieder kleiner wurde. Das war mit dem großen Luftballon so nicht zu erkennen.