Finde das rohe Ei - Drehimpuls

Infos zum Experiment

Naturwissenschaften
Alter

11 bis 14 Jahre

Ab 15 Jahren

Dauer (inkl. Vorbereitung)

Bis zu 30 Minuten

Eingereicht von

Komm, mach MINT.-Redaktion

Materialien

2 Eier

Beschreibung des Experiments

  1. Lege ein gekochtes und ein rohes Ei nebeneinander auf einen Tisch
  2. Verpasse beiden Eiern einen ordentlichen Drall
  3. Stoppe die Eier vorsichtig und kurz mit dem Finger
  4. Was fällt dir auf?

Nachdem du den Finger wieder weggezogen hast, dreht sich das rohe Ei noch ein bisschen weiter. Warum ist das so?

Erklärung

Als du es gestoppt hast, wurde nur die Schale angehalten, nicht aber die innere Flüssigkeit. Dieses Phänomen ist ein einfaches Beispiel der Drehimpulserhaltung.

Wenn du an Bewegung denkst, stellst du dir wahrscheinlich vor, wie sich etwas von einem Ort zum anderen bewegt. Zum Beispiel eine Rakete, die zum Mond fliegt. Bewegung ist jedoch auch gegeben, wenn sich Objekte um sich selbst oder um ein anderes Objekt drehen. Die zugehörige physikalische Größe wird Drehimpuls genannt.

Eigendrehimpuls vs. Bahndrehimpuls

Es gibt zwei Varianten des Drehimpulses: Beim Eigendrehimpuls dreht sich etwas um sich selbst, so wie eine Tänzerin bei einer Pirouette oder die Erde, die sich um die eigene Achse dreht.

Den Bahndrehimpuls kennst du unter anderem von den acht Planeten in unserem Sonnensystem, die ihre Bahnen um die Sonne ziehen. Auch kleine Teilchen, wie das Elektron im Atom, kreisen in einer Bahnbewegung um den Atomkern.

Das Interessante am Drehimpuls ist, dass er ohne äußere Krafteinwirkung erhalten bleibt. Die Erde hört nicht auf, sich um die Sonne zu drehen, denn sie befindet sich im luftleeren Raum. Außer der Gravitationskraft der Sonne wirkt keine Kraft auf die Erde, die sie bremsen könnte. Auf der Erde hingegen drehst du dich nicht unendlich weiter, wenn du zum Beispiel eine Pirouette machst. Die Reibung der Luft bremst dich und du musst immer wieder neuen Schwung holen.

Das Noether-Theorem

Die Drehimpulserhaltung ist auf das Noether-Theorem zurückzuführen, einen der vielen wichtigen Beiträge, die die deutsche Mathematikerin Emmy Noether zur theoretischen Physik lieferte. Das Noether-Theorem besagt in etwa dies:

Da das Gravitationsfeld der Sonne in alle Raumrichtungen symmetrisch ist, bleibt der Drehimpuls der Erde um die Sonne erhalten.

Im Fall der Erde, die um die Sonne kreist, bedeutet das, dass der Drehimpuls der Erde erhalten bliebe, selbst wenn die Sonne plötzlich verschwinden sollte. Die Erde würde sich dann mit der gleichen Geschwindigkeit wie zuvor weiterbewegen. Zwar geradeaus, da sie nun nicht mehr von der Sonne angezogen wird, aber die physikalische Größe bliebe erhalten.

Forschen@Home

Das Experiment stammt aus der Reihe "Forschen@Home" von "Komm, mach MINT." Die kostenlosen Arbeitsblätter findest du in den Sprachen Deutsch, Englisch und Arabisch unter: www.komm-mach-mint.de/forschen-at-home

Fotoquelle: Komm, mach MINT

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