Bananenflanken-Experiment

Bananenflanken kennen wir aus dem Fußball: Wenn die Flugbahn einer Richtung Tor geschlagenen Flanke eine Banane beschreibt, sprechen wir von einer Bananenflanke (s. Video unten). Manchmal landet so auch ein kunstvoll geschossener Eckball direkt im Tor. Dies wird erreicht, indem man den Fußball beim Stoß in Rotation versetzt. Rotiert der Ball zum Beispiel entgegen dem Uhrzeigersinn (links), so fliegt er auch nach links. Dieses Phänomen beruht auf dem Magnus-Effekt, benannt nach seinem Entdecker, dem deutschen Physiker und Chemiker Heinrich Gustav Magnus (1802-1870). In diesem Physik-Experiment kann man den Magnus-Effekt selbst erzeugen.

Was wird gebraucht?

Klopapierrolle (ohne Klopapier)
Ein Din-A-4 Blatt Moosgummi
Schere und Tesafilm
Zwei lange Haushaltsgummis
Moosgummi

Was ist zu tun?

Man nehme das Moosgummi, wickele es einmal um die Klopapierrolle und schneide das überstehende Stück so ab, so dass die Kanten bündig aneinanderstoßen. Dann klebe man das Moosgummi mit Tesafilm zusammen. Die Klopapierrolle bleibt in der Moosgummi-Rolle (Foto rechts).
Dann knote man die beiden Gummis zusammen (Foto rechts).

Die Gummis wickele man dann um die Rolle, wie auf dem Foto rechts zu sehen. Dabei halte man ein Ende des Gummis mit dem Daumen fest und wickele dieses von hinten nach vorne um die Rolle herum. Das Ganze versuche man dann wegzuschnicken (Foto oben), sodass die Rolle schnell rotierend nach vorne wegfliegt. Dies klappt üblicherweise nicht gleich beim ersten Mal, sondern braucht etwas Übung.

Was ist geschehen? Erklärung zum Magnus-Effekt

Macht man es richtig, fliegt die Moosgummi-Rolle in einem Bogen nach oben, bevor sie auf den Boden fällt. Der Grund für dieses Verhalten ist der Magnus-Effekt, der hier wie folgt funktioniert:

Das Moosgummi hat eine raue Oberfläche. Die Rolle rotiert in der Grafik unten entgegen dem Uhrzeigersinn und reißt Luft mit sich. Diese Luftströmung wird oberhalb der Rolle vom entgegenkommenden Wind beschleunigt und unterhalb abgebremst. Laut dem Gesetz von Bernoulli herrscht aber dort, wo Luft schneller strömt, ein Unterdruck und damit ein Sog. Dieser Sog führt dazu, dass die Rolle nach oben abgelenkt wird – und wie der Fußball eine Bananenflanke beschreibt, also im Bogen fliegt. Ein zusätzlicher Faktor sind außerdem Wirbelschleppen, die sich am Ball ausbilden und ihm noch einen zusätzlichen Schubs geben, aber da wird es dann richtig kompliziert …

Der Magnus-Effekt im Alltag

Der Magnus-Effekt spielt nicht nur bei der Bananenflanke im Fußball, sondern auch im Golf, Tennis oder Tischtennis eine Rolle. Es gab früher auch sogenannte Rotorschiffe und -flugzeuge, die einen Flettner-Rotor als Antrieb verwendeten, der gleichfalls den Magnus-Effekt ausnutzte. Nachfolgend finden Sie noch eine Reihe passender Physik-Experimente für Kinder.