Untersuchungen über die Drehrichtung von Strudeln

Karl Friedrich Dobberahn, 16 Jahre, Kl. 10, Gymn. (1999)


Die Idee

Läuft eine Flüssigkeit aus dem Ablauf eines Gefäßes, so entsteht in der Regel ein Strudel oder Wirbel, dessen Drehrichtung scheinbar zufällig erscheint. Andererseits drehen sich große Luftmassen wie z.B. Hochdruckgebiete immer in die selbe Richtung. Dieses Phänomen hat Karl Friedrich näher untersucht.

Kurzfassung

Jeder hat bestimmt schon einmal beobachtet, wie sich beim Ablaufen von Wasser aus einem Waschbecken oder einer Badewanne über dem Ablauf ein Strudel bildet. Im Erdkundeunterricht lernt man, dass die Drehrichtung solcher Wirbel von der Corioliskraft abhängt, die durch die Erdrotation zustandekommt und auf der nördlichen Hemisphäre genau entgegengesetzt zu der der südlichen Hemisphäre verläuft. Kalle hat die ersten Jahre seines Lebens in Brasilien auf der südlichen Halbkugel verbracht und wollte mit seinem Experiment diesem Phänomen nachgehen. In einer sinnreichen Anordnung von zwei Behältern, einer steuerbaren Umwälzpumpe und einer geeigneten Messvorrichtung stellte er eine Reihe von Messreihen auf, mit denen er außerdem die sich bildende Oberflächenkrümmung und die Rotationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Abstand vom Wirbelmittelpunkt untersuchte. Es zeigte sich, dass bei den kleinen Dimesionen des Gefäßes (0,9 m Durchmesser) die Anfangsbewegung eine viel entscheidendere Rolle spielt als die Corioliskraft.
Übersicht über die Versuchsanordnung