Auf die Masse kommt es an
Beide Mini-Experimente demonstrieren dir auf ganz einfache Weise, wie das Rückstoßprinzip dazu führt, dass Raketen vom Boden abheben.
ESA
Aber weder der Luftballon noch das Röhrchen kommen dabei weit – schon gar nicht in den Weltraum. Nach wenigen Augenblicken fallen Ballon und Röhrchen zu Boden. Das liegt natürlich an der Anziehungskraft der Erde, die einfach stärker ist. Um sie zu überwinden, muss der Rückstoß noch viel kraftvoller sein. Deshalb sind in echten Raketen keine Vitamintabletten drin, die nur ein bisschen Gas erzeugen, sondern sie sind mit sehr viel Treibstoff gefüllt, der in den Triebwerken verbrannt wird. Je mehr Verbrennungsgase dann aus den Triebwerken der Rakete strömen, desto mehr Masse wird in ganz kurzer Zeit ausgestoßen – die Fachleute sprechen hier auch von „Massestrom“ oder „Massedurchsatz“. Und umso stärker ist der Rückstoß, der die Rakete auf ihrer Flugbahn antreibt.
Das mit der „Masse“ klingt jetzt vielleicht erst einmal kompliziert. Wir erklären’s dir mit einem weiteren Mitmach-Experiment, für das nur ein Skateboard, ein Tischtennisball und ein Medizinball benötigt werden. Am besten macht ihr das in der Schule – da gibt es sicher aus dem Sportunterricht die entsprechenden Bälle. Jetzt setzt oder stellt sich jemand auf das Skateboard und wirft im ersten Durchgang den Tischtennisball feste zur Seite. Alle anderen beobachten, was passiert. Dann folgt der zweite Durchgang mit dem Medizinball, der ebenfalls feste zur Seite geworfen wird. Wieder sehen alle anderen genau zu. Ihr werdet sicher den Unterschied bemerken. Der Tischtennisball hat wenig Masse – da passiert praktisch gar nichts. Beim Medizinball, der viel mehr Masse hat, sollte es so aussehen wie in diesem Video.
Rückstoßprinzip auf dem Skateboard
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Für alle, die es genau wissen wollen, noch ein paar Anmerkungen: Der Versuch mit dem Medizinball zeigt, dass der Rückstoß von der Masse abhängt, die bei Raketen am unteren Ende ausgestoßen wird. Je mehr Masse, desto mehr Rückstoß. Aber dabei kommt es auch auf die Geschwindigkeit an, mit der das passiert. Wenn ihr den Medizinball ganz langsam von euch werft, hat das kaum einen Effekt. Er muss schon sehr schnell geworfen werden. So ist es auch mit den Gasen bei Raketen: Sie strömen nicht langsam aus den Triebwerken heraus, sondern mit sehr großer Geschwindigkeit. Außerdem macht der Versuch noch etwas anderes deutlich: Viele Menschen meinen, Raketen würden sich beim Start vom Boden abstoßen. Aber der Medizinball stößt sich ja nicht an der Luft oder an irgendetwas anderem ab. Mit anderen Worten: Das Rückstoßprinzip funktioniert, ohne dass sich die Rakete am Boden abstößt. Auch weiter oben auf ihrem Weg ins All und sogar außerhalb unserer Atmosphäre im luftleeren Weltraum führt das Zünden der Triebwerke dazu, dass ein Raumschiff zusätzlichen Schub erhält und schneller wird.