focus naturwissenschaften fermi-fragen körper haben keine farbe

Eine Fermi-Frage „zum Vorrechnen“: Wie viele Blitze gibt es im Laufe einer Stunde
auf der Erde?
Kapazität einer Wolke (100 km 2 , 1 km) = 1µF
Ladung der Wolke (U = 100 Mio. V) = 100 C
10 Blitze im Mittel, also 10 C/Blitz
Elektrisches Feld der Erde: E = 150 N/C
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Aus E folgt für die Ladung der Erde etwa – 700 000 C. Es fließt ein positiver
0
Entladestrom von etwa 4 pA/m 2 . Die Erde wäre also in etwa 330 Sekunden entladen.
Gesamtstrom etwa 2 kA, also etwa 200 Blitze je Sekunde bzw. etwa 700 000 je Stunde,
also mehrere Millionen Blitze je Tag.
Literatur: Back-Of-The-Envelope Physics, Clifford Swartz
Guesstimation, Lawrence Weinstein und John A. Adam
http://scitation.aip.org/tpt/
1.3 Und schließlich ...
Drei Fermi-Fragen, die mit Hilfe von Messungen gelöst werden können:
Wie groß ist der Druck in einem Luftballon? Hilfsmittel: 1 Luftballon, 1 Maßband,
eine Waage
Wie lässt sich mit einer leeren Plastikflasche, einem Lineal und einem Luftballon
bestimmen, wie tief man tauchen und dabei durch einen Schnorchel atmen kann?
Ein aufgeblasener, aber nicht zugebundener Kinderluftballon schießt in der Luft
umher. Beschleunigungen und Geschwindigkeiten sind abzuschätzen.
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