Trichterdusche fürs Segelboot

Vor kurzem habe ich eine Mail bekommen, in der mir eine knifflige und interessante Frage gestellt wurde. Norbert wollte, während er mit einem Segelboot ca. 15 km/h fährt, einen Trichter mit der größeren Öffnung gegen die Fahrtrichtung ins Wasser lassen. An der kleineren Öffnung sollte ein Schlauch stecken, der das Wasser über 3 Meter Höhenunteschied bis auf das Boot leitet, damit er dort duschen kann.

Die Idee dabei ist dass die Fahrtgeschwindigkeit das Wasser in den Trichter drückt, dann durch die Form des Trichters das Wasser zusammgedrückt wird und das Ganze dabei soviel Druck aufbaut, dass die 3 Meter Höhenunterschied überwunden werden können. Seine Frage war, wie groß denn der Trichter für seine Trichterdusche fürs Segelboot dafür sein muss.

Der erste Ansatz

Mein erster Ansatz war, herauszufinden, wie hoch der Druck sein muss, um Wasser 3 Meter hoch zu pumpen. Dann wollte ich noch ausrechnen, um wieviel sich der Querschnitt des Trichters verengen muss, um diesen Druck aufzubauen. Der erste Teil war dank Google einfach, aber für den zweiten Teil habe ich nirgendwo eine Formel gefunden. Das hat mich stutzig gemacht. Hier stimmte etwas nicht. Und was macht ein kleiner Forscher, wenn man etwas nicht nachlesen kann? Er probiert es aus …

Der Versuch

Also habe ich mir einen Trichter und einen Schlauch geholt, die Badeanne voll gemacht und den Aufbau der Dusche mit der Hand und ohne Segleboot ausprobiert. Und siehe da: keine Chance! Egal, wie schnell ich den Trichter durch dass Wasser bewegt habe, oder wie lang oder kurz der Schlauch war, außer ein par kleinen Spritzern kam oben kein Wasser an. (Versucht das nicht zu Hause! Danach war erstmal Badezimmer putzen angesagt!)

Aber warum?

Nach viel googeln und Foren und Wikipedia lesen (Links findest Du ganz unten), verstand ich langsam, was los ist. Beim Verengen des Querschnitts, steigt der Wasserduck gar nicht. Alles was passiert, ist dass die Fließgeschwindigkeit des Wassers steigt. Damit steigt es schneller im Schlauch, als wenn kein Trichter da gewesen wäre, aber nicht höher. Der Luftdruck schlägt damit genauso schnell zu, als wenn gar kein Trichter da gewesen wäre. Auf Grund der höheren Geschwindigkeit des Wassers kann mal ein bisschen was oben raus spritzen, aber ein durchgängiger Wasserstrahl bildet sich so nicht.

Es gibt aber doch eine Lösung

Tatsächlich wird so etwas aber trotzdem genutzt. Allerdings braucht man dafür dann eine Vorrichtung, die sich nicht fürs Segelboot eignet: einen Wasserwidder (Link auch unten).

Links

• https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrostatisches_Paradoxon
• https://de.wikipedia.org/wiki/Str%C3%B6mung_nach_Bernoulli_und_Venturi
• http://www.physikerboard.de/topic,17797,-kann-man-den-wasserdruck-eines-flie%C3%9Fenden-gewaessers-durch-ei.html
• https://de.wikipedia.org/wiki/Hydraulischer_Widder