Der Geek-Atlas (German Edition)

zum Quadrat ihrer Geschwindigkeit ist. Diese Kraft wird durch die Gleichung F = –1/2 CρAv 2 definiert. Die Kraft ist negativ, weil sie der Bewegung des Körpers entgegenwirkt (d.h. nach oben wirkt), und hängt von der
     Geschwindigkeit v, der Querschnittsfläche A, dem Luftwiderstandskoeffizienten C und der Luftdichte ρ ab.
    Die nach unten gerichtete Kraft beispielsweise des Bleis wird durch die Gravitation verursacht und entspricht mg (g ist die
     Beschleunigung durch die Gravitation und m ist die Masse des Bleischrots). Die Beschleunigung des Bleischrots endet, wenn
     mg = –1/2 CρAv 2 gilt. Dies lässt sich umformulieren, sodass die Endgeschwindigkeit berechnet werden kann (siehe Gleichung 122.1 ).
    Gleichung 122.1. Endgeschwindigkeit
    Wenn eine Schrotkugel einem Durchmesser von 7,62 Millimetern sowie ein Gewicht von 2,62 Gramm aufweist und ein Luftwiderstandskoeffizient
     von 0,4 (der Wert für einen ungefähr kugelförmigen Gegenstand) sowie eine Luftdichte von 1,2 kg/m 3 (die durchschnittliche Luftdichte auf Meeresniveau bei 20°C) vorherrscht, dann liegt die Endgeschwindigkeit dieser Kugel
     bei 48 m/s (oder etwa 172 Km/h).
    Warum verformen sich die Bleikugeln nicht durch den Luftwiderstand? Wenn das geschmolzene Blei durch die Luft fällt, bewirkt
     die Oberflächenspannung, dass sich eine Kugel bildet. Am Boden der Kugel wirkt aber gleichzeitig eine entgegengesetzte Kraft,
     die durch den Luftwiderstand verursacht wird. Blei besitzt allerdings eine sehr hohe Oberflächenspannung. Sie liegt bei 430
     Dyn/cm (ein Dyn entspricht 10 Mikronewton) und ist groß genug, um dem Druck des Luftwiderstands standzuhalten.
    Im Gegensatz dazu hat Wasser eine Oberflächenspannung von nur 73 Dyn/cm. Da stellt sich die Frage, welche Form Regentropfen
     aufweisen. Die Antwort finden Sie im Kasten.
    Praktische Informationen
    Besucherinformationen zum Shot Tower Historical State Park finden Sie auf der Website des Virginia Department of Conservation
     and Recreation unter http://www.dcr.virginia.gov/state_parks/shottowr.shtml .
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    Die Form von Regentropfen
    Trotz der weit verbreiteten Vorstellung sind Regentropfen nicht tropfenförmig. Allerdings sind sie meist auch nicht kugelförmig.
    Regentropfen werden durch die gleiche Oberflächenspannung geformt, die bewirkt, dass Bleischrot eine runde Form besitzt. Der
     Luftwiderstand am unteren Rand des Regentropfens jedoch verformt die Kugel, weil die Oberflächenspannung nicht ausreicht,
     um dem Druck zu widerstehen.
    Die letztendliche Form eines Regentropfens hängt von dessen Größe ab. Zu diesem Thema wird sehr viel Forschung betrieben.
     Dabei kommen Hochgeschwindigkeitskameras bei Beobachtungen in der Natur und auch Windkanäle zum Einsatz. Außerdem erfolgt
     sehr viel theoretische Forschung, um den Effekt des Luftwiderstands auf den Regen zu verstehen.
    Man kam schließlich zu der Erkenntnis, dass Regentropfen drei Hauptformen aufweisen: Kugeln, »Hamburgerbrötchen« und Fallschirme.
     Regentropfen unter einem Millimeter Größe bleiben während des Fallens Kugeln. Über 4,5 Millimetern ist der Druck so hoch,
     dass sich der Tropfen in einen kleinen Fallschirm verwandelt, bei dem ein kleiner Wasserfilm durch den Luftwiderstand nach
     oben wogt.
    Bei Größen, die dazwischen liegen, wird der runde Regentropfen an der Unterseite durch den Luftwiderstand abgeflacht, während
     die kugelförmige Oberseite aufgrund des niedrigeren Drucks erhalten bleibt. Das Ergebnis sieht aus wie ein Hamburgerbrötchen
     oder eine kleine Bohne (siehe Abbildung 122.1 ).
    Abbildung 122.1 Formen von Regentropfen
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Kapitel 123. American Museum of Radio and Electricity, Bellingham, WA
    48° 45′ 5.25″ N, 122° 28′ 49.39″ W

    CQD
    Stellen Sie, wenn Sie nach Bellingham, Washington, fahren, in Ihrem Autoradio den Sender KMRE-LP 102.3 FM ein, und Sie könnten
     glauben, sich auf einer Zeitreise zu befinden. KMRE-LP spielt Aufnahmen aus der Mediasammlung des American Museum of Radio
     and Electricity und so können Sie Radioprogramme aus den 1920ern bis in die 1950er hören.
    Das Museum besitzt keine staubige Ansammlung alter Geräte, die nur den wahren Radioenthusiasten interessieren, sondern eine
     kleine und ansprechend präsentierte Sammlung von Radiogeräten, die die ganze Geschichte des Radios dokumentiert, von den frühen
     Experimenten mit Elektrizität über das goldene Zeitalter des Radios bis zu dem Zeitpunkt, als dann das Fernsehen das Radio
     als Mittelpunkt der