Der gerechte Becher des Pythagoras
Mithilfe eines kleinen Tricks wird der Trinkbecher beim Einfüllen nicht voll
Namensgebend für den Becher unseres Experimentes heute ist Pythagoras. Er war nicht nur Philosoph, sondern auch Mathematiker und Forscher. Vor langer Zeit, so erzählt eine Geschichte, wollte er auf der griechischen Insel Samos Wasserleitungen bauen lassen. Eines Tages bemerkte er aber, dass seine Arbeiter immer weniger Zeit mit dem Bauen der Leitungen verbrachten, sich dafür aber immer öfter und länger dem Genuss des Weintrinkens hingaben. Damit die Arbeit trotzdem vorangehen konnte, erfand Pythagoras einen besonderen Becher, aus dem die Arbeiter ein wenig Wein trinken konnten, aber nicht zu viel. Wollten sie den Becher vollfüllen, lief alles aus dem Becher aus und die Arbeiter wurden nass.
So funktioniert’s
Um deinen eigenen pythagoreischen Becher zu bauen, brauchst du einen Einwegbecher, einen knickbaren Trinkhalm, eine Schere, Klebeband und etwas Klebeknete. Zuerst machst du mit der Schere ein kleines Loch in den Boden des Bechers, gerade so groß, dass du den Strohhalm durchstecken kannst. Den Strohhalm steckst du nun so weit in den Becher hinein, dass der Knick des Strohhalms ungefähr zwei Fingerbreiten unter dem oberen Rand im Becher endet. Jetzt schneidest du den Rest des Strohhalms auf der Unterseite des Bechers ab und dichtest den Bereich um den Strohhalm mit Klebeknete ab. Nun musst du deinen Strohhalm im Inneren des Bechers nach unten knicken und am zweiten Teil des Strohhalms festkleben.
Füllst du Wasser in den Becher, fließt es auch in den Strohhalm hinein. Dabei ist der Wasserstand im Strohhalm genau gleich hoch, wie in deinem Becher. Gießt du so viel Wasser ein, dass der Wasserstand den geknickten Strohhalm übersteigt, f ließt das Wasser weiter durch den Strohhalm und unten durch den Boden des Bechers hinaus. Der Becher entleert sich bis zur Öffnung des Strohhalms im Becher.
Dabei passiert etwas Spannendes: Es gibt eine Kraft, die den Becher komplett entleert, auch wenn dadurch der Wasserstand wieder unter den Knick gefallen ist. Sobald das Wasser zu f ließen beginnt, drückt das Gewicht des Wassers den Becherinhalt hinaus. Das passiert, solange der Becher noch einigermaßen gefüllt ist. Dieser Druck reicht sogar aus, um das Wasser gegen die Schwerkraft in den Strohhalm „hinauszuschießen“. Welche Kräfte bei der Entleerung des Bechers genau die tragende Rolle spielen, wird allerdings noch immer von Forschern debattiert. Übrigens: Mach den Versuch am besten über einem Waschbecken!
*** Fragen zum Experiment der Woche sende an kurier@sciencepool.org