Flasche möglichst hoch schießen

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

Eine 2 l - PET-Flasche (Gewicht: 100 g) soll mit einer Fahrradpumpe auf 7 bar aufgepumpt werden (ohne dass sie platzt). Dann wird ein Loch im Boden frei gemacht und die Flasche schießt nach oben.

Frage: Wieviel Wasser muss ich vor dem Pumpen in die Flasche füllen, damit die Flasche möglichst hoch steigt?

Heftige Diskussion mit einem Freund. Er meint, mit Wasser steigt die Flasche höher als ohne Wasser, weil das ausgestoßene Wasser mehr Schub erzeugt als die ausgestossene Luft. Die Menge des Wassers kann er aber nicht abschätzen.

Ich meine, ohne Wasser steigt die Flasche am höchsten, weil sie weniger Masse beschleunigen muss.

borromeus · Anmeldungsdatum: 29.12.2014 Beiträge: 509

Ich nehme an, Du hast recht.

Die Flasche wiegt luftgefüllt ~116g.
~14g kann die Flasche für den Rückstoss nutzen.

Bei der wassergefüllten Variante, wird ein Tröpferl rauskommen (Wasser ändert ja unter Druck das Volumen kaum) und das war es dann. Die paar Gramm Wasser werden die 2,1kg schwere Flasche nicht wesentlich anheben können.

Es passt zwar nicht ganz (weil ich die Flasche als formstabil annehme), aber stelle Dir einen Luftballon vor. Einmal aufgeblasen und das Ende losgelassen fliegt der ja schon zügig davon, das gleiche Experiment mit Wasser wird weniger spektakulär sein.

hansguckindieluft · Anmeldungsdatum: 23.12.2014 Beiträge: 1212

vielleicht hilft das hier weiter:

https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserrakete

Zitat:
"Wichtig beim Antrieb der Kaltwasserrakete ist das Verhältnis von verdichteter Luft zu Wasser. Die größte Gipfelhöhe erreicht man bei einem Wasser/Luft-Volumenverhältnis von 1 : 3."

Gruß

borromeus · Anmeldungsdatum: 29.12.2014 Beiträge: 509

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Ich erinnere mich, daß die Wasserrakete in der Vorlesung "Experimentalphysik" vorgeführt wurde. Da glitt sie an einem schräg durch den großen Hörsaal gespannten Draht entlang. Diejenigen, die unter dem Draht saßen, hatten besonderen Spaß... Zunge

Anschließend ging's aber an die Theorie, sprich: die Raketengleichung!