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Haus der Wissenschaft - Kinderblog

Warum fliegt ein Ball im Bogen?

Kategorie: Allgemeines, Schlagwörter: , , — 16. Juli 2012 um 16:09

(erschienen in der Braunschweiger Zeitung am Samstag, den 14. Juli 2012)

Klasse! Ein satter Schuss. Der Fußball fliegt über das halbe Feld, wie an der Schnur gezogen. Aber egal, wie sehr man sich anstrengt: Irgendwann neigt sich die Flugbahn Richtung Erde, und der Ball landet wieder im Gras. Warum muss der Schuss ein Ende haben?

Alles, was man nach oben in die Luft wirft, kommt wieder herunter. Klar, das weiß jeder: Die Erde hat eine Anziehungskraft, ohne die das Leben auf unserem Planeten nicht existieren könnte. Ohne Anziehungskraft würden nicht nur wir umherschweben, sondern auch die Atmosphäre würde davonfliegen – und mit ihr die Luft zum Atmen. So viel zur Schwerkraft.

Aber mit unserem Fußball passiert während seines Fluges noch einiges mehr, eine Reihe von Kräften wirken gleichzeitig auf ihn ein. Für das unvermeidliche Ende seiner Reise sorgt sein Gewicht, durch das er von der Schwerkraft wieder Richtung Boden gezogen wird. Die Flugbahn selbst wird immer einen Bogen beschreiben.

Auch eine Gewehrkugel, die exakt gerade aus einem Lauf abgefeuert wird, bewegt sich in einer halbbogenförmigen Bahn immer dichter auf den Boden zu. Ein Phänomen, das auch Sportbogenschützen kennen. Sie müssen lernen, dass bei großer Distanz über die Scheibe gezielt werden muss, damit der Pfeil ins Schwarze trifft. Sie schießen also nie gerade „wie an der Schnur gezogen“, sondern immer in einem Bogen. Man spricht hier von Ballistik.

Aber auch der Widerstand, den er der Luft bietet, hat einen Einfluss auf die Flugbahn. Ihr kennt das, wenn ihr schnell mit dem Fahrrad unterwegs seid: Ihr spürt den Fahrtwind mit einigem Druck auf eurem Gesicht. Das ist die Luft, die euch umgibt und die ihr durchfahrt. Mit dem Luftwiderstand – der Aerodynamik – ist das aber so eine Sache. Bei höherer Geschwindigkeit ist der Luftwiderstand viel, viel höher als bei niedriger. Durch den Luftwiderstand ist die Flugbahn des Balls nicht genau ein Bogen, sondern sie ist „eingedellt“. Durch den Luftwiderstand bricht der Bogen früher ab.

Die Sache ist manchmal sogar noch komplizierter: Wenn ein Freistoßschütze den Ball um die Mauer zirkelt, gibt es noch einen seitlichen Bogen, den man gut mit der Kamera über dem Spielfeld erkennen kann. Dieser Bogen kommt durch die Drehung oder den Effet des Balls zustande. Der Luftdruck ist dann auf der einen Seite des Balls höher als auf der anderen Seite. Je nachdem wie der Ball dreht, also ob man mit dem Außenrist schießt oder dem Innenspann, kann der Ball einen Bogen nach links oder rechts drehen.

Interessant ist das ballistische Flugverhalten auch für die Raumfahrt: Die amerikanische Raumsonde Voyager beispielsweise „hangelte“ sich auf ihrer Reise durch unser Sonnensystem von Planet zu Planet: Da sie unmöglich genug Treibstoff für ihren langen Flug dabeihaben konnte, näherte sie sich auf genau berechneten Bahnen einem Planeten, beschleunigte durch die Anziehungskraft und schleuderte sich so in Richtung des nächsten Himmelskörpers. So praktisch kann die Anziehungskraft der Planeten sein.

(Autor: Michael Michalzik)

Wollt ihr auch ganz genau wissen, wie etwas funktioniert? Habt ihr eine Frage, die unsere “Besserwisser”-Wissenschaftler beantworten sollen? – Dann mailt uns an info@hausderwissenschaft.org! Die Antwort auf eure Fragen lest ihr samstags in der Braunschweiger Zeitung und etwas später in diesem Blog.

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