Anfänger Projekt Praktikum: Wasserrakete

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5 Auswertung auf die volle Flasche, so wird die geringe Menge an Restluft innerhalb des Systems ent- sprechend komprimiert, nicht jedoch das Wasser. Da aber nur wenig Luft in der Flasche vorhanden ist, entweicht der Druck aus der Flasche schnell, ohne dabei große Mengen an Wasser auszustoßen. Dadurch wird nur wenig Rückstoß erzeugt und die Flasche steigt nur minimal. Startet man die Rakete mit einer geringeren Wassermenge, so ist innerhalb der Rakete mehr Luft, die komprimiert werden und dadurch beim Expandieren wiederum Wasser aus der Flasche drücken kann. Dadurch erhöht sich die Energie, die durch das Aufbauen des Drucks in der Luft gespeichert wird und damit auch die Steighöhe, die mit der ge- speicherten Energie überwunden werden kann. So ist zu erklären, dass die Graphen für Füllmengen von 1, 45 l und 1, 01 l ihr Maximum deutlich höher haben, teilweise sogar außerhalb des von uns messbaren Bereichs. Füllt man noch weniger Wasser in die Flasche, so wird das Maximum ihrer Flugkurve ab einer gewissen Füllmenge nicht weiter steigen, sondern eher sinken. Dies liegt daran, dass die Rakete schon zu früh keinen Treibstoff mehr hat und der Druck sich durch Ausstoß von Luft entlädt, welche aufgrund der geringen Masse keinen großen Rückstoß erzielt. Als Optimum ist daher ein Kompromiss zu finden, sodass die Rakete relativ wenig Was- ser beinhaltet, um sie möglichst leicht zu halten und mit dem gegebenen Rückstoß eine möglichst große Beschleunigung erfährt, und ausreichend viel Wasser, um lange genug Wasser in der Rakete zu haben, welches ausgestoßen werden kann und damit für Antrieb sorgt. Innerhalb der von uns durchgeführten Messungen zeigt sich eine Füllmenge von 0, 76 l Wasser in der Flasche als die Messung mit der größten Flughöhe. Zwar hat die Messung mit 0, 193 l Wasser einen steileren Anstieg, allerdings ist am Ende der Kurven bereits eine Abflachung zu erkennen, welche darauf schließen lässt, dass die Flasche schon dort durch Gravitation und Reibung stärker gebremst wird, als dies bei Messungen mit 0, 5762 l Wasser der Fall ist. Es ist also zu erwarten, dass die Flasche mit größerer Füllmenge höher fliegen wird, da ihre Geschwindigkeit am Ende unserer Messstrecke noch größer ist. Innerhalb der von uns durchgeführten Messreihen mit einem Druck von 3 bar erweist sich also ein Verhältnis von ungefähr 1:1 als optimal. Es ist jedoch unsicher, ob sich bei einer korrekt durchgeführten Messung mit einer Wassermenge von ca. 0, 5 l nicht eine größere Flughöhe hätte erreichen lassen, was das Verhältnis einer optimalen Füllung auf 24
2:1 verändern würde. 5.3 Auswertung der Messreihe mit variabler Füllhöhe Dabei ist generell zu sagen, dass eine Bestimmung der optimalen Füllhöhe eine Messrei- he mit weitaus kleineren Schritten bei der Variation der Füllhöhe erfordern würde, was uns aus Zeitgründen nicht möglich war. Ebenso können wir aus der von uns durchge- führten Messreihen nicht aussagen, ob das optimale Verhältnis eine Abhängigkeit vom verwendeten Druck aufweist, was uns nicht unwahrscheinlich erscheint. 25
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