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Von Manatis, Booten und U-Booten

Experimente zum Schwimmen, Schweben und Sinken.

Manatis, auch Rundschwanzseekühe genannt, leben in der Karibik. Wie alle wasserlebenden Säugetiere müssen sie zum Atmen an die Wasseroberfläche. Sie ernähren sich von Seegras, das sie am Gewässergrund, ähnlich wie Kühe auf der Wiese, abweiden. So weit, so gut. Bei der Verdauung produzieren die Manatis jede Menge Gas und das sorgt im Wasser für mächtig Auftrieb, so dass das Abtauchen schwierig wird. Das Gas muss also wieder raus, so dass sich die mittlere Dichte erhöht und das Manati leichter zum Gewässergrund sinken kann. Die Lösung dafür ist einfach: pupsen! Und weil Manatis viel Seegras fressen müssen, um ihren Energiebedarf zu decken, machen sie das ausgiebig!

Mit den physikalischen Vorgängen beim Schwimmen, Schweben und Sinken haben sich die Hectorianerinnen und Hectorianer im Kurs KA 22 beschäftigt. In Runde 1 galt es zunächst, aus sechs DIN A4-Blatt Papier, 4 Strohhalmen und 40 cm Klebeband ein Boot zu bauen, das möglichst viel Gewicht tragen kann. Und das in gerade einmal 35 Minuten. Mit 486 g Murmeln konnte sich das Sieger-Boot "Der Katamaran" (Bild unten Mitte) deutlich vor der "Titanic 2" (363 g) und "I-Crew" (361 g) platzieren.

"Baue aus einer 0,5 l - Kunststoff-Trinkflasche ein "Manati-Modell", das im Wasser in der Schwebe bleibt!", lautete die Aufgabe in der darauf folgenden Woche. Als Materialien war diesmal alles zugelassen, was im Hector-Lagerraum zu finden war. Vor allem Murmeln, Schrauben und Metallgewichte kamen dabei zum Einsatz. Das Hauptproblem: Wie verteilt man diese, so dass die Flasche in der Schwebe bleibt? Gar nicht so einfach, wie es vielleicht zunächst scheint, wie alle Gruppen erfahren mussten - und das schon im Modell - ohne das Problem mit den Verdauungsgasen.

In Woche 3 wurde es dann richtig kniffelig und anstelle von Manatis ging es nun um U-Boote. "Baue ein U-Boot, das zunächst untergeht und nach möglichst genau einer Minute wieder an der Wasseroberfläche auftaucht. Mit an Bord: ein Holzdübel als Passagier, der trocken und unbeschadet bleiben muss." Erlaubt war erneut, was das Hector-Lager hergabt. Zudem hatten Kursleiter Paul Bischof und Anke Richert noch eingekauft und unter anderen Luftballons, Brausetabletten und Esspapier mitgebracht. Im Anbetracht der schwierigen Aufgabe stand den Hectorianerinnen und Hectorianer diesmal eine Kurssitzung zur Verfügung, um Ideen zu entwickeln und in Vorversuchen auszuprobieren.

Am 23. Januar 2024 war es dann soweit: Der Tag des U-Boot-Aufsteig-Wettbewerbs! 35 Minuten (und ein bisschen Zugabe) hatten die Teams Zeit, ihre U-Boote vorzubereiten und Passagier Dübi trocken ins Boot zu bringen. Doch bevor es ins Wasser ging stand noch eine andere wichtige Diskussion an: Wie sollen die Ergebnisse bewertet werten? Welche Punkte sollen beim Unter- bzw. Überschreiten der Zeitvorgabe abgezogen werden? Und sollen neben der Auftauchzeit auch andere Aspekte wie Aussehen, Auftauchgeschwindigkeit, Masse oder ein kreativer Name in die Bewertung eingehen? Nach kurzer Diskussion entschied sich der Kurs für ein Punktesystem, in dem neben dem Namen auch die "Dübelwohlfühlizität" - beides allerdings mit deutlich geringeren Anteil - Teil der Wertung sein sollte. 

So vielfältig wie die Konstruktionen waren auch die Ergebnisse: Während manche Boote zwar untergingen, aber dann nicht mehr aufstiegen, weil sich das mit Papier befestigte Gewicht viel zu langsam löste oder sich zu langsam und zu wenig Gas zum Auftrieb entwickelte, schafften es andere auf Grund der geringen Dichte erst gar nicht auf den Boden oder stiegen gleich wieder auf, weil sich der mit Esspapier fixierte Ballast sofort gelöst hatte. Mit einer Auftauchzeit von 1:15 min. erreichte die "Suppenkelle" (Bild rechts) das beste Ergebnis und konnte - trotz geringerer Punktzahl bei der Kreativität des Namens und der "Dübelwohlfühlizität" - souverän den 1. Platz verbuchen. Schwimmen, schweben, sinken und auftauchen - das ist in der Praxis eben gar nicht so einfach. Von daher: Herzlichen Glückwunsch (auch an die Manatis ;) ) !

Fotos: A. Richert