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Warum strebt ein Korken im Wasserglas immer an den Rand?

Selbst im besten Wein findet sich mal ein Stück vom Korken. Merkwürdig: Fischt man es nicht gleich heraus, scheint es, als ob der Glasrand eine magische Anziehungskraft darauf ausübte. Warum ein Korken im Glas immer an dessen Rand strebt, erzählt uns Vivek Bhandari von der Universität Erlangen-Nürnberg.

Jeder Gegenstand befindet sich nur dann in einem Ruhezustand, wenn sich die auf ihn einwirkenden Kräfte miteinander im Gleichgewicht befinden. So schwimmt ein Korken auf der Wasseroberfläche eines mit Wasser gefüllten Glases, weil sich Auftriebskraft und Schwerkraft die Waage halten. Deshalb herrscht bei einem schwimmenden Korken – in vertikaler Richtung jedenfalls – ein Kräftegleichgewicht.

In horizontaler Richtung sieht dies anders aus, wenngleich es scheint, als griffen an dem schwimmenden Korken keine Kräfte an. Er müsste somit in jeder Position eine Ruhelage einnehmen können. Erst bei näherer Betrachtung stellt man fest, dass an dem Korken auch horizontale Kräfte wirken. Und die sind Ausdruck der Oberflächenspannung des Wassers – oder des Weins.

Die Flüssigkeitsoberfläche "wölbt" sich in der Nähe des Korkens nach oben und bildet dort einen Kontaktwinkel. Dieser Winkel ist vom Abstand der Korkenoberfläche zur Glaswand abhängig. Je näher sie zur Wand liegt, desto größer wird der Kontaktwinkel und desto größer ist die horizontale Kraft infolge der Oberflächenspannung auf den Korken. Im Allgemeinen sind damit die horizontalen Kräfte auf die Seiten eines Korkens auf Grund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit unterschiedlich. Die dem Glasrand am nächsten liegende Seite erfährt die größte Kraft. Und dies ist der Grund, warum der Korken zur Wand treibt.

Gelänge es, den Korken so auf der Wasseroberfläche zu platzieren, dass die gegenüberliegenden Seiten denselben Abstand vom Glas haben, so läge eine labile Gleichgewichtslage vor. Der Korken bliebe an Ort und Stelle. Allerdings führten schon kleinste Störungen dazu, dass dieses Gleichgewicht gebrochen wird. Die Kräfteverteilung wird schlagartig ungleichmäßig, wobei die Unterschiede stets auf der Seite des Korkens am größten sind, die der Glaswand am nächsten liegt. Der Korken wird sich also immer mit der Seitenfläche auf die Wand des Wasserglases zubewegen, die den kleineren Abstand hat.

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