Wie funktioniert ein Flaschenteufel (Cartesischer Taucher)?

Der Flaschenteufel sinkt im Wasser und steigt wieder auf, er kann sich sogar unter Wasser drehen. Welche Physik steckt hinter dem Flaschenteufel?

Wie funktioniert ein Flaschenteufel (Cartesischer Taucher)?

Der Flaschenteufel in der Glasflasche...

Wie funktioniert ein Flaschenteufel (Cartesischer Taucher)?

...sollte aufrecht im Wasser schwimmen.

Wie funktioniert ein Flaschenteufel (Cartesischer Taucher)?

Es gibt ihn in verschiedenen Farben

Wie funktioniert ein Flaschenteufel (Cartesischer Taucher)?

De Flaschenteufel ist ein schönes physikalisches Spielzeug

Bestimmt habt ihr schon einen Flaschenteufel gesehen - in vielen Haushalten findet sich so ein kleines Produkt eines Glasbläsers. Es gibt sie oft auf Jahrmärkten und Ausstellungen von Glasbläsern zu kaufen. Sie bestehen aus buntem Glas, haben einen Körper, Arme, Beine und einen Kopf. Sie heißen auch cartesischer oder kartesianischer Tanzteufel, Wasserteufel oder Drehteufel.

Wenn man einen Flaschenteufel in eine Flasche mit Wasser setzt, dann schwimmt er normalerweise an der Wasseroberfläche. Jetzt kommt eine wichtige Vorbereitung: auf die Flasche wird ein Gummistopfen gesteckt (ein "Gummihut" - findet sich in Haushaltsabteilungen und wird beim Verschließen der Flaschen von selbstgemachten Saft benötigt). Diese Gummikappe muß die Flasche vollständig abdichten. Alternativ könnte auch eine Gummimembran (z.B. von einem starken Luftballon) benutzt werden, auch hier gilt, daß rund um den Flaschenhals eine gute Dichtung entsteht. Die Flasche sollte eine durchsichtige Glasflasche, keine Kunststofflasche sein.

Wird nun auf die Gummikappe gedrückt, dann geht der Flaschenteufel im Wasser unter. Läßt man die Kappe wieder los, dann steigt er wieder auf. Wenn man sehr schnell drückt und wieder losläßt, dann vollführen die meisten Flaschenteufel Drehungen unter Wasser, sie "tanzen".

Wieso geht der Flaschenteufel unter?

Der Flaschenteufel wurde vom Glasbläser so hergestellt, daß er im Inneren hohl ist. Lediglich eine winzig kleine Öffnung (an der Unterseite) ist vorhanden. Setzt man ihn auf die Wasseroberfläche, dann füllt er sich mit etwas Wasser, aber der Hohlraum bleibt mit Luft gefüllt und sorgt so für den Auftrieb, damit er nicht untergeht.

Nun drücken wir auf die Gummikappe. Dadurch erhöht sich der Druck im Inneren der Flasche (daher verwenden wir eine Glasflasche!). Das Wasser, welches sich nicht verdichten (komprimieren) läßt, dringt durch die Öffnung in den Hohlraum des Flaschenteufels ein. Die Luft im Inneren läßt sich gut komprimieren und weicht dem Wasser. Das Volumen der Luft wird kleiner - und damit auch der Auftrieb. Je stärker wir auf die Gummikappe drücken, desto mehr Wasser dringt in den Flaschenteufel ein und desto geringer wird der Auftrieb. Der Flaschenteufel sinkt nach unten!

Lassen wir die Gummikappe los, kehrt sich der Vorgang um. Der Druck sinkt, das Wasser entweicht aus dem Flaschenteufel, das Volumen der Luft wird größer, der Auftrieb steigt und der Teufel steigt wieder nach oben.

Wieso dreht sich der Flaschenteufel unter Wasser?

Bei vielen gläsernen cartesischen Tauchern ist die kleine Öffnung, durch die das Wasser strömt, in das Schwanzende eingearbeitet, der Schwanz wird am Ende um den Körper "gewickelt". Durch den Rückstoß des strömenden Wassers entsteht eine Drehbewegung des gesamten Körpers - der Flaschengeist "tanzt". Durch geschicktes     

Tipps
Wenn der Flaschengeist nicht taucht, sondern flach auf dem Wasser liegt, muß zunächst mehr Wasser in den Körper gebracht werden. Wenn der Flaschenteufel gleich absinkt, ist zuviel Wasser im Körper. Man kann Wasser "ablassen", indem man ihn außerhalb der Flasche mit der Hand schüttelt. Vorsicht, daß man dabei nicht irgendwo anschlägt, er kann schnell brechen.

Den Flaschenteufel kann man hier bestellen. Flaschengeist - Cartesischer Taucher



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