Diese Katze will nicht um die Stricknadel kreisen. Ob es an der unscharfen Nadel oder allgemeiner Katzenentspannung, liegt wissen wir nicht.
Donnerstag morgen, halb 10 in Deutschland: Wettbewerb im Bürostuhl-Schnelldrehen. Heinz ist der klare Favorit — ob er den Titel gegen die Personalstelle verteidigen kann?
Donnerstag morgen, halb 10 im Weltall1: Die Astronauten auf der ISS drehen auch etwas. Aber nicht sich selbst auf Stühlen sondern Wassertropfen um Stricknadeln. Klingt ähnlich bekloppt wie der Bürosport, sieht aber ungleich cooler aus:
Der Spaß basiert darauf, dass Wasser ein Dipol ist — also einen elektrischen Plus- und Minuspol besitzt — und der Stab elektrisch aufgeladen werden kann. Es bildet sich ein elektrisches Feld, das die Wassertropfen zum Stab hin anzieht.
Jetzt fragt ihr euch sicher, wie kräftig man an der Erde rubbeln müsste, wenn der Mond statt der Gravitation wegen eines solchen elektrischen Feldes seine Bahnen ziehen würde. Wie gut, dass es das physikBlog gibt, wir haben nämlich genau auf diese Frage die Antwort.
Zunächst ein paar Parameter: Der Mond wiegt 7,35·1022 kg, hat einen mittleren Bahnradius von 3,84·108 m und braucht für einen Umlauf 27,3 Tage. Letzteres entspricht einer Winkelgeschwindigkeit von 2,66·10-6 rad/s. Der Mond erfährt somit eine Fliehkraft von ca. 2·1020 N, also 200 EN.
Damit der Mond in einer Umlaufbahn bleibt und nicht einfach abhaut muss ihn also eine gleichgroße Kraft zur Erde ziehen. Weil wir hier von elektrischer Anziehung sprechen muss auch der Mond geladen sein — was wir der Einfachheit auf ein Coulomb setzen2. Mit der Coulombkraft kommt man schließlich auf eine benötigte Ladung der Erde von 1,57·1030 C. Zum Vergleich: die Ladung in einem typischen Handy-Akku beträgt etwa eine Amperestunde (Ah) was 3,6 kC entspricht. Man bräuchte also ganz grob 5·1026 Handy-Akkus um eine vergleichbare elektrische Ladung zu erzeugen.
Zum Glück können wir aber auf die Gravitation zurückgreifen. Die ist etwas günstiger.
Hallo!
Vielleicht stehe ich gerade etwas auf dem Schlauch, aber ich glaube nicht, dass die Anziehung der Wassertropfen vom Dipolmoment der Wassermoleküle herrührt. Die Tropfen werden wohl eher bei der Tropfenbildung leicht aufgeladen, wie beim Millikan-Öltröpchenversuch. Das versucht der lustige Astronaut im Video ab 3:00 kurz zu schildern.
Falls ich das falsch verstanden habe – Sorry!
Grüße und vielen Dank für eueren feinen Blog,
Max
Vielleicht stehe ich gerade etwas auf dem Schlauch, aber ich glaube nicht, dass die Anziehung der Wassertropfen vom Dipolmoment der Wassermoleküle herrührt. Die Tropfen werden wohl eher bei der Tropfenbildung leicht aufgeladen, wie beim Millikan-Öltröpchenversuch. Das versucht der lustige Astronaut im Video ab 3:00 kurz zu schildern.
Falls ich das falsch verstanden habe – Sorry!
Grüße und vielen Dank für eueren feinen Blog,
Max
@Max: Bei Millikan stimmt das auf jedenfall, da sind die Tröpfchen klein genug und der Stoff ist geeignet, leicht Elektronen abzugeben. Bei Wasser ist das schon wesentlich schwieriger, weil die Oberflächenspannung größer ist (resultiert in größeren Tröpfchen) und das Molekül Elektronen stärker bindet.
Ich habe gerade mal ein bisschen gesucht, aber keine guten Quellen gefunden (und gerade nicht die Zeit, die Suche auszudehnen). Aber ich meine, dass es wirklich auf den Dipolcharakter zurückzuführen ist und nicht auf eventuell geladene Tröpchen.
Ich habe gerade mal ein bisschen gesucht, aber keine guten Quellen gefunden (und gerade nicht die Zeit, die Suche auszudehnen). Aber ich meine, dass es wirklich auf den Dipolcharakter zurückzuführen ist und nicht auf eventuell geladene Tröpchen.
@André: Ich glaube wir sollten einfach mal da hoch fliegen und der Sache vor Ort näher auf den Grund gehen!
@Max: Sounds like a plan!