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Achtung! Experiment Angestoßen

Rempeln ist eigentlich unfein. Aber nicht beim Billard. Erst wenn sich die Kugeln gegenseitig schubsen, kommt die Sache in Gang. Das klappt, weil jede Kugel die Stoßenergie komplett weitergibt. Fragt sich, wie oft das geht!

Author: Simon Demmelhuber & Volker Eklkofer

Published at: 25-1-2013

Kugeln werden beim Billard angestoßen | Bild: SWR/WDR

Karambolagen: Vom Stoßen und gestoßen werden

Karambolagen sind in der Regel eher brachiale Ereignisse. Meist geht es dabei etwas ruppiger zu, oft gehen sogar Dinge kaputt. Das liegt daran, dass bei einer Karambolage Energie übertragen wird. Von etwas, das anstößt auf etwas anderes, das angestoßen wird. Was dabei passiert, hängt erst einmal von den Dingen ab, die aufeinander krachen. Zum Beispiel davon, ob sie unterschiedlich groß und unterschiedlich schwer sind. Oder davon, ob sie sehr stabil und nicht elastisch oder leicht verformbar sind. Und natürlich auch davon, wie die Dinge aufeinanderprallen: ob versetzt, also schräg von der Seite oder zentral, nämlich genau in der Mitte.

Stoßgeschäfte: Eisstockschießen, Billard, Curling & Co

Klar denkt man beim Wort Karambolage zuerst an zerstörerische Kollisionen, an Unfälle, an Blechschaden, zerbeultes Metall, Trümmer. Aber zum Glück gibt es auch Karambolagen, die richtig Spaß machen, wo das Aufeinanderprallen kein Schaden, sondern schön ist. Beim Eisstockschießen etwa, beim Curling, oder beim Billard. Alle drei Sportarten haben etwas gemeinsam: nämlich das Gesetz des elastischen Stoßes. Was das ist, soll uns jetzt einmal ein Billardmeister zeigen. Und zwar ganz langsam.

Volltreffer! Das hat gesessen!

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Wir sind so weit. Der Meister geht in Stellung, und stößt mit seinem Spielstock eine weiße Kugel an, die ein bisschen rollt und dann auf eine andere, gleich große, ruhende Kugel prallt. Nach dem Aufprall bleibt die weiße Kugel stehen, die angestoßene bewegt sich fort. Warum? Weil die weiße Kugel alle Energie, die sie durch den Stoß mit dem Stock aufgenommen hat, komplett an die zweite Kugel weitergegeben hat. Das funktioniert auch, wenn die erste weiße Kugel auf eine ganze Reihe lückenlos aneinander liegender Geschwister prallt. Egal wie lang die Reihe ist, es passiert immer dasselbe: Der Stoß kommt von vorne, pflanzt sich durch die Reihe unbewegter Kugeln fort, erst die letzte rollt davon.

Stopp & Go in Serie

Schauen wir uns die beteiligten Körper und die Art des Stoßes noch einmal genauer an. Die Kugeln waren gleich groß, gleich schwer, gleich beschaffen. Die rollende Kugel traf die ruhende Kugel zentral, also genau in der Mitte. Die Schwerpunkte der beiden Kugeln lagen dabei auf einer Linie. Der Stoß hat keine der beiden stabilen Kugeln beschädigt, nach dem Stoß haben sich beide Kugeln voneinander entfernt, sie haben sich quasi elastisch voneinander abgefedert.

Prima, damit haben wir alles beisammen, um schon einmal vorsichtig das Gesetz des elastischen Stoßes zu formulieren. Beim zentralen elastischen Stoß geht keine Energie verloren. Wenn wir nun statt Stoß etwas vornehmer "Impuls" und statt Energie jetzt Bewegungsenergie oder, noch schlauer, kinetische Energie sagen, lautet unser Satz: Beim zentralen elastischen Stoß bleibt mit dem Impuls auch die kinetische Energie der bewegten Körper erhalten.

Glauben wir das so einfach? Nie und nimmer!

So weit, so gut. Aber wenn das stimmt, dann müsste sich die Energie eigentlich durch beliebig viele Kugeln ohne Verlust fortpflanzen. Vorausgesetzt, sie sind alle gleich schwer, liegen lückenlos und auf gleicher Höhe aneinander, und rollen mit möglichst geringem Reibungsverlust. Glauben wir das so einfach? Nie und nimmer! Das müssen wir schon selbst überprüfen. So einfach nachplappern ist nicht.

Da wir nicht auf den Kopf gefallen sind, denken wir uns eine Versuchsanordnung aus, die Klarheit schafft. Wir packen erstens 600 Billardkugeln lückenlos auf einer 35 Meter langen, schmalen und reibungsarmen Schiene hintereinander. Zweitens stellen wir einen Billardprofi an ein Ende unserer Schiene und bitten ihn, die erste Kugel mit seinem Queue anzuspielen. Falls die Physik recht hat und wir nicht patzen, müsste die Energie des ersten Stoßes alle 600 Kugeln ohne Verlust durchwandern und nach 35 Metern die letzte Kugel zum Wegrollen bringen. Aber mal ehrlich: Ein Stoß, 600 Kugeln, 35 Meter? Da kann einiges schief gehen!


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