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Kurioses Physikexperiment: Wie man Spagetti sauber in zwei teilt

Warum zersplittern trockene Spagetti, wenn man sie biegt? US-Ingenieure präsentieren nun eine Antwort - zusammen mit einer Anleitung, wie man es besser macht.
Alles Spagetti

Angeblich soll sich schon die Physikerlegende Richard Feynman darüber gewundert haben: Wer eine einzelne Spagetti an beiden Enden anfasst und dann biegt, bricht sie nicht etwa in zwei Teile, sondern lässt sie in viele kleine Segmente zersplittern. Das Phänomen lässt sich auf allerlei spröde Materialien übertragen, beispielsweise Knochen, Bäume, Karbon-Kunststoffe und Hochsprung-Stäbe. Ingenieure sprechen allgemein von der Klasse der »elastischen Stäbe« – und haben bereits viele Fachaufsätze zu ihren mechanischen Eigenschaften geschrieben.

Zerspringende Spagetti
Zerspringende Spagetti | So bricht eine Spagetti normalerweise (oben Kameraaufnahme, unten eine Computersimulation).

Nun aber will ein US-amerikanisches Forscherteam die Frage aller Fragen dieser Nischendisziplin beantwortet haben: wie man es doch schafft, eine einzelne, trockene Spagetti in zwei zu teilen. Die Teigware einfach mit beiden Händen in der Mitte greifen und dort knicken, zählt natürlich nicht. Stattdessen schlagen die Ingenieure um Ronald H. Heisser vom Massachusetts Institute of Technology vor, beide Enden der Nudel mit Klemmen zu fixieren. Anschließend soll man die Enden um knapp 360 Grad gegeneinander verdrehen und sachte aufeinander zubewegen, erläutern die Forscher im Fachmagazin »PNAS«.

Die Physik dahinter ist nicht allzu schwer zu verstehen: Demnach bricht ein Stab, den man einfach so an beiden Enden dehnt, zwar normalerweise grob in der Mitte. Dadurch entlädt sich die elastische Spannung aber mit einem Schlag und wandelt sich in Schwingungsenergie um. In Folge rasen starke Vibrationen durch den länglichen Körper und dehnen ihn an mehreren Stellen so heftig, dass sich weitere Bruchstellen bilden.

Verdrillte Spagetti
Verdrillte Spagetti | Wird die Spagetti verdrillt, zeigt sich nur noch eine Bruchstelle (oben Filmaufnahme, unten Computersimulation).

Bei einer im richtigen Maß verdrillten Spagetti bleiben diese Sekundärschäden aber aus, haben Heisser und Kollegen in hunderten Versuchen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und auf Basis eines mathematischen Modells herausgefunden: Die Verdrehung der langen Nudel federt demnach die zerstörerischen Vibrationen nach dem ersten Bruch ab, da ein Teil der Spannungsenergie sich in das Geradedrehen der Teigware entlädt. Dadurch bringen die Schwingungen nicht mehr genügend Kraft auf, um die Nudel noch an einer anderen Stelle brechen zu lassen.

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