Bewegung eines Ballons in einem fahrenden Auto
Wir haben heute mittag diskutiert wie sich ein mit Helium gefüllter ballon verhält, wenn er sich in einem Auto befindet, das beschleunigt. Bewegt er sich, wenn ja wohin, nach vorn oder nach hinten,oder.... Mein Kollege meinte es hänge mit dem Luftdruck zusammen, ich denke wenn dann hängt es mit der Trägheit der Masse, bzw der Bewegung der Moleküle zusammen. Wer weiss es ? und bringt Licht ins Dunkel??
6 Antworten
der bewegt sich nach vorn, da er durch die schwerere und trägere Luft (die nach hinten gedrückt wird) verdängt wird.
der Luftdruck ist hinten größer, durch die Beschleunigung.
So wie er auch unten größer ist (durch die Gravitation == Fallbeschleunigung).
Und genau so wie deshalb der Ballon aufsteigt, geht er auch bei "normaler" Beschleunigung in Richtung niedrigerer Druck.
Er drückt ja ans Autodach und wird wegen der Reibung mitgenommen.
,gut ,nehmen wir mal an er berührt nicht das dach, meinetwegen an einer schnur, was dann'?
Da er kurz an seiner Stelle verharrt, wird sich die Luft vor dem sich auf ihn zu bewegenden Rückfenster komprimieren und ihn auch nach vorn bewegen
Er bewegt sich voraus , da hinten der Luftdruck steigt !
wieso soll innerhalb eines geschlossenen raumes der luftdruck unterschiedlich sein? ist der luftdruck nicht proporzional der molekuarbewgung der gasmoleküle? und gasdichte, bzw molekulardichte etc..
Ich gehe mal davon aus, dass der Ballon so ausbalanciert ist (Auftriebskraft = Gewichtskraft), dass er nicht an der Decke oder des Bodens des Autos "klebt", sondern sich im Luftraum frei bewegen kann.
Bei einer Beschleunigung des Autos (= Änderung der Geschwindigkeit) wirkt - wie auf die Insassen in den Sitzen - eine Kraft, und zwar (Einheiten in rechteckigen Klammern [..]):
F[N] = m [kg] x a [m/s²], mit F = Kraft, m = Masse, a = Beschleunigung ( Geschwindigkeitsänderung pro Zeit bzw. "dv /dt")
Wenn das Auto die Geschwindigkeit erhöht schwebt der Ballon in Richtung Heckscheibe (die Insassen werden in die Sitze "gepresst")
Wenn das Auto die Geschwindigkeit verringert schwebt der Ballon in Richtung Frontscheibe (die Insassen werden in die Sicherheitsgurte "gepresst")
Bezüglich der Diskussion mit Deinem Freund hast du recht: Ursache ist die Massenträgheit (Formel s.o.).
Gutes Gelingen.
LG.
Antwort ist falsch. Wenn der Ballon austatriert schwebt unterliegt er den gleichen Kräften wie die umgebende Luft und bewegt sich folglich weder vor noch zurück.
Hallo freejack75,
nur wenn der Ballon austariert schwebt , wirken keine "störenden" Zusatzkräfte (z.B. Wand- oder Bodenreibung).
Der Ballon verhält sich dann genau entsprechend der o.g. Trägheitsformel.
Beste Grüße.
nein, Du vergisst die Luft, auf die ebenfalls die Trägheitskräfte wirken.
Vielleicht veranschaulicht folgendes Beispiel meine Antwort etwas besser:
Ein Ballon sei austariert (er steigt nicht und sinkt nicht) und schwebt in 1 m Höhe über dem Kopf des Fahrers, der sein Schiebedach geöffnet hat.
Es herrscht absolute Windstille und das Auto bewegt sich nicht bzw. parkt.
Dann fährt der Wagen langsam los und kommt sagen wir mal 2 m später wieder zum stehen. Wo befindet sich der Ballon?
Sowohl das Fahrzeug als auch der Ballon haben am Anfang in Fahrtrichtung die Geschwindigkeit "Null"
Das Fahrzeug bewegt sich 2m vorwärts (Geschwindigkeitsänderung), der Ballon aber bewegt sich nicht bzw. bleibt an der gleichen Stelle.
Aus Sicht des Fahrers hat sich der Ballon in Richtung Heckscheibe bewegt bzw. befindet sich jetzt in Fahrtrichtung 2 m hinter dem Kopf des Fahrers.
Hoffe das war ein bischen nützlich.
Beste Grüße.
Bin gerade auch total Baff... ich saß soeben in der S-bahn (S3 von Bad Soden nach Darmstadt), dort begegnete mir eine Frau und ihrem Kind, das in einem Kinderwagen lag. Sie setzte sich direkt vor mich hin, auf die gegenüberliegende Seite des Zuges. An dem Kinderwagen hing ein mit Helium gefüllter Ballon der mit einer Schnur an dem Kinderwagen befestigt war. Ich starrte min. für 10 min auf diesen Ballon, während es mich beim Beschleunigen des Zuges nach hinten gedrückt hat, ging der kack Ballon nach vorne, und beim Abbremsen des Zuges, ging er nach hinten und ich samt allem was sich an mir befindet nach vorne. Ich musste sofort an das denken, was ich iwann mal im Gymnasium im Physikunterricht aufgefangen habe (wenn ich mal überhaupt aufgepasst habe xD) ... Trägheitsgesetzt. Sofort meinen Mitbewohner angerufen der Wirtschaftsmaschinenbau studiert und generell immer ein totales Ass während der gesamten Schulzeit wahr. Er wollte mir nicht glauben und die Leute im Zug um mich herum fingen nun auch an auf diesen Ballon zu starren, Kinn nach unten und nach dem Motto ..."höh ?! wasn da los ?, öhh Leute..." Und das Kind hat geschlafen, es hat mich also nicht verarschen wollen ^^
Vor allem während ich ohne Hemmung am Telefon meinem Mitbewohner berichtete was sich gerade vor meinen Augen abspielt, hat die Frau auch noch gefragt ob sie den Ballon abschneiden soll xD hahaha ... ja,.. ich hätte eigentlich ja sagen sollen, weil es mich brennend interessiert hätte ob der Ballon à la Hokus-pokus anfängt entgegen des Trägheitsgesetzes durch den Zug zu wandern :) aber die arme Frau muss auch gedacht haben ich wäre irgend son Psychopath der gleich iwas mit dem Kind macht und mir deswegen den Ballon andreht xD ^^ und die Frau wahr durchaus attraktiv, also auch durchaus berechtigte Gedanken xD .. sie tut mir soooo was von leid, sollte sie jemals diesen Text hier lesen , wie gesagt es tut mir sehr leid ^^
Vielen Dank für deine gute Erklärung was da genau passiert, schade, da kann ich wohl doch nicht die Physikbücher neu schreiben, naja dann bleibe ich wenigstens auch beim Beruf Fotograf, wäre ja schlimm.. vom Fotografen zum Physiker.. was schlimmeres hätte es ja noch nie gegeben, igitti gitti gitt ^^
achja.. dieser scheiß Heliumballon ... :D
wenn sie nach hinten gedrückt wird müsste dann der luftdruck nicht unterschiedlich sein im inneren des autos?oder reden wird von molekularer bewegung, das ist ja die frage