Windbeutel

Ein Physikspielzeug zum Freistrahl und dem Bernoulli-Effekt ist der sogenannte Windbeutel. Dabei handelt es sich um nichts anderes als eine Art Mülltüte, die allerdings eine ganz besondere Form hat. Sie ist ca. 2 m lang, aber nur 25 cm breit. Die Frage lautet nun: Wie viele Atemzüge braucht es, um eine solche Tüte aufzublasen?

Die meisten Menschen werden versuchen, diesen Schlauch wie einen Luftballon aufzupusten – und das mit mäßigem Erfolg.

Tatsächlich braucht es mithilfe des Freistrahl- und des Bernoulli-Effekts nur einen einzigen Atemzug und das geht so: Man rollt den Windbeutel aus, legt ihn möglichst gerade aus, so dass es keine Knicke gibt, hält die vordere Öffnung rechts und links fest und im Abstand von ca. 10 bis 20 cm vor den Mund. Dann bläst man kräftig hinein und verschließt die Tüte schnell. Man wird feststellen, dass die Tüte dann fast ganz mit Luft gefüllt ist.

Die Erklärung für dieses Phänomen ist die Tatsache, dass sich bewegende Luft wiederum Luftmoleküle mit sich reißt. Eine solche freie Strömung nennt man ganz anschaulich Freistrahl. Aber auch der Bernoulli-Effekt spielt eine Rolle, wenn der Luftstrahl in die Tüte gelangt. Danach wird der Druck umso niedriger, je schneller die Luft strömt. Dort wo aber ein niedriger Druck oder Unterdruck herrscht, entsteht ein Sog, der in diesem Fall dafür sorgt, dass neben der Atemluft zusätzlich Luft in die Tüte strömt. Also: Wenn Luft schnell strömt, dann sinkt der Luftdruck an dieser Stelle – hier also an der Tütenöffnung (s. Bernoulli-Pfeife)

Da man die Tüte an der Öffnung jedoch festhält, kann sie sich nicht einfach zusammenziehen. Pustet man also in die Tüte hinein, so entsteht an der Öffnung ein Unterdruck, daher muss Luft von der Seite nachströmen und gelangt so in die Tüte hinein. Es landet also nicht nur die Luft in die Tüte, die man selbst hineinpustet, sondern auch Luft aus der Umgebung, die mitgerissen und anzogen wird.

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