Ein mit Helium gefüllter Ballon befindet sich an der Decke einer Straßenbahn.

Question

Ich soll nun begründen, warum sich der Ballon entgegen der Fahrrichtung bewegt, wenn die Bahn bremst.

Leider weiß ich nicht wie und über Hilfe würde ich mich freuen

Answer 1

Salut ebru36,

zunächst sollte man vielleicht anmerken, dass ein Kubikzentimeter Helium eine siebenfach niedrigere Dichte als ein Kubikzentimeter Luft aufweist. Die Masse (entsprechend der Trägheit) des Heliumballons ist somit kleiner als die Masse (oder Trägheit) der von ihm verdrängten Luft.

Bedingt also durch die Trägheitsmomente bewegen sich nun die schwereren Luftmoleküle beim Bremsen in der Straßenbahn nach vorn. Dies führt dazu, dass im hinteren Teil der Bahn ein geringerer Luftdruck als im Kopfteil herrscht. Aufgrund dieser unterschiedlich hohen Luftdrücke, die sich beim Bremsen rasant ausbilden und wegen der extremen Leichtigkeit des Heliumballons, bewegt sich dieser nun kontinuierlich in der Straßenbahn nach hinten.

Wusstest du übrigens, dass Helium auch unsere faszinierenden Sterne zum Leuchten bringt ? (Fällt mir gerade so ein :).

Bonne nuit ;)

 

Comments

Ein Kubikzentimeter Helium ist also 7mal schwerer als ein Kubikzentimeter Luft, wie ist das Verhältnis dann bei einem Kubikdezimeter, oder gar einem Kubikmeter Luft?

Helium bringt die Sterne nicht so zum leuchten das ist der Wasserstoff, nun ja, wenn der Wasserstoff weggebrannt ist, dann fängt das Heliumbrennen an.

Luftballons und auch Zeppeline werden mit Helium gefüllt, das zwar etwas schwerer als Wasserstoff ist, aber nicht so brandgefährlich.

---

Ein Kubikzentimeter Helium ist also 7mal schwerer als ein Kubikzentimeter Luft,...

Das habe ich nicht behauptet. Im Verhältnis zu Helium hat 1 cm³ Luft eine siebenfach höhere Dichte. Helium ist somit also siebenmal leichter als Luft. (Dichte He = 0,0001785g / cm³ , Dichte Luft dürfte man kennen.)

Mir ist durchaus bekannt, dass es die Kernfusion ist, die das Helium in Sternen produziert bzw. dass das Wasserstoffbrennen die Energie zur Verfügung stellt, die die Mehrzahl der Sterne (aber nicht alle !) zum Leuchten bringt. (Gleicher Bekanntheitsgrad gilt übrigens auch für die Funktion des Drei-Alpha-Prozesses.)

Verzeih' mir also bitte meine mitternächtlich romantisierende Simplifizierung des Sachverhaltes beim Anblick des Sternenhimmels :)).

---

Siehst du an deinem Wohnort denn noch die ganze
Sternenpracht ? Milchstraße usw. ?

An meinem Wohnort ( mittlere Großstadt ) sehe
höchstens 100 Sterne.

Als ich einmal im Voigtland war ( am Ende der Welt )
sah ich 10000 Sterne. Das war nicht  vergleichbar.

mfg Georg

---

@cosi, da ist mir ein peinlicher Lapsus passiert, Luft ist 7mal schwerer, als Helium.ja, umgekerhrt wird ein Schuh daraus, ich habe mich ebend erst mal eine Viertelstunde in die Ecke gestellt. Ich wollte nur darauf hinaus, das in einem Kubikzentimeter doch das gleiche Verhältnis ist, wie in einem Kubikmeter, oder Kubikkilometer. Amüsieren kann ich mich auch darüber, wenn mal gesagt wird, in einem Kilogramm sind 20% Fremdanteile, ja, denn doch auch bestimmt in einem Zentner.

---

@georgborn:

Schön, dass du wieder da bist  !

Und ja, besonders in kalten, klaren Winternächten und bei Neumond oder abnehmendem Mond kann ich die faszinierende Milchstraße sehen. Da habe ich wirklich Glück mit meinem Wohnort !

@Dummerjohn:

Kein Problem, kann jedem passieren :).

Meine Einheit, mehr ad libitum gewählt, hätte ich natürlich auch ganz weglassen können.

Answer 2

Hallo,

ich könnte mir vorstellen, dass sich die Luft  in der Bahn wegen geringerer Reibung (Auftrieb drückt Ballon gegen die Decke) und/oder größerer Trägheit (schwerer als Helium) beim Bremsen schneller in Fahrtrichtung weiterbewegt als der Ballon und dann hinter dem Ballon ein Unterdruck entsteht, so dass der Ballon sich in Richtung des niedrigeren Drucks bewegt.

Gruß Wolfgang

Answer 3

Siehe
http://www.wdr.de/tv/kopfball/sendungsbeitraege/2012/1007/bus.jsp

" Mit dem Heliumballon Bus fahren "

Ich könnte mir allerdings auch genau eine umgekehrte
Reaktion vorstellen. Aufgrund der Trägheit beim Abbremsen
oder " der Ballon wird von den Luftmolekülen nach vorne
mit gerissen "