Flaschenrakete – Hintergrundinfos

Physikalischer Hintergrund, Kurzanleitung und Materialliste zum Experiment

Die Flaschenrakete

Physikalischer Hintergrund

Der Raketenantrieb basiert auf dem Rückstoßprinzip, welches durch den Impulserhaltungssatz erklärt werden kann.
Sehr vereinfacht dargestellt ist der Impuls, den die Rakete erfährt, gleich dem Impuls, den der „Treibstoff“ (Wasser, Sand, …) durch den Innendruck in der Flasche nach dem Rausschießen des Verschlusses (aufgrund des zu hohen Innendruckes) erfährt, wobei beide Impulse entgegengesetzt wirken. Da der Impuls gleich dem Produkt aus Geschwindigkeit und Masse ist und die Masse des Treibstoffes deutlich höher als die der Rakete ist, weißt diese bei gleichem Impuls eine deutlich höhere Geschwindigkeit als der Treibstoff auf und wird deshalb hoch nach oben geschleudert. Mit Luft (geringere Masse) als Treibstoff würde aus diesem Grund die Rakete deutlich weniger hoch fliegen.
Anzumerken ist, dass Treibstoff nicht in beliebiger Menge eingefüllt werden kann, sondern die Rakete bei einer Füllung von ca. 1/5-1/3 des Flaschenvolumens am höchsten fliegt. Grund dafür ist, dass die Gesamtmasse der Rakete am Start auch die Masse des Treibstoffes beinhaltet und sie deshalb bei zu hohem Füllgrad zu schwer wird. Darunter ist die Masse des Treibstoffes und damit der Impuls geringer.

Materialliste

Für die Versuchsdurchführung werden folgende Gegenstände benötigt:
o Rakete: eine 1 l bzw. 1,5 l PET-Flasche, ein halber Tennisball, Klebeband, Flügel aus Getränkekarton
o Verschluss: ein Flaschenkorken (ev. mit Isolierband umwickeln, damit er fest in der Flaschenöffnung steckt), ein Dübel (ca. 80 x 8 mm)
o Luftpumpe mit Klipp-Anschluss
o Abschussrampe: ein PVC-Rohr (Durchmesser ca. 11 cm, Höhe ca. 25 cm),
4 Schrauben (35 x 6 mm) mit 4 Muttern für den Abstandshalter

Kurzanleitung

o Abschussrampe gemäß Film bauen (mit Öffnung zum Anschließen der Pumpe
(ca. 11 x 8 cm)
o Rakete bauen gemäß Film
o Verschluss: Dübel auf die Länge des Stoppels + ca. 2 cm abschneiden (beim geschlitzten Ende), Stopfen mit Bohrer (etwas kleiner als der Dübeldurchmesser) durchbohren, Dübel durchstecken
o Wasser in Rakete einfüllen, in Rampe stecken und Verschluss fest anbringen
o Druckaufbau durch Luftpumpen, bis die Rakete „startet“

Achtung: Zuschauer sollten immer einen Sicherheitsabstand einhalten, für den Flug der Rakete ist auch die Windrichtung zu beachten, damit keine Sachschäden auftreten.

Copyright : G. Saleschak