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Dienstag, 26.06.2018

Rätsel um tropfende Wasserhähne gelöst

Das nervige Plopp-Geräusch hat andere Ursachen als bislang angenommen.

Von Laura Almanza

Das Phänomen des tropfenden Wasserhahns raubt manchmal auch Forschern den Schlaf.
Das Phänomen des tropfenden Wasserhahns raubt manchmal auch Forschern den Schlaf.

© dpa/Patrick Pleul

Manchmal entsteht eine Idee für ein Forschungsprojekt in einer schlaflosen Nacht. Anurag Agarwal von der Universität Cambridge war zu Besuch bei einem Freund, dessen Hausdach undicht war. Tropfen für Tropfen fiel in einen Wassereimer, der unter der undichten Stelle platziert worden war. Wachgehalten durch dieses nervige Geräusch, dachte Agarwal über die Physik dahinter nach.

Als Leiter des Akustikzentrums an seiner Uni ging Agarwal dann zusammen mit Kollegen dem Rätsel auf den Grund, wie das Geräusch genau entsteht. Das Plopp-Geräusch entsteht demnach nicht – wie bislang angenommen – allein durch den Aufprall des Tropfens auf eine Wasseroberfläche, wie die Forscher im Journal Scientific Reports schreiben. In einem Experiment beobachteten die Wissenschaftler mithilfe von Hochgeschwindigkeitskameras die aufprallenden Wassertropfen. Mikrofone über und unter der Wasseroberfläche zeichneten dabei die Geräusche auf.

Bekannt war, dass ein ins Wasser fallender Tropfen zunächst eine Einwölbung in der Oberfläche erzeugt, bevor das Wasser an dieser Stelle wieder nach oben schießt. Durch den schnellen Rückprall des Wassers entsteht eine kleine Luftblase direkt unter der Einwölbung. Bei der Auswertung des Materials stellten die Forscher nun den eigentlichen Ursprung des Tropflautes fest: Es ist die Luftblase. Der eigentliche Aufprall sei hingegen relativ leise.

„Mithilfe der Hochgeschwindigkeitskameras und der hochempfindlichen Mikrofone konnten wir zum ersten Mal die Schwingung der Luftblase beobachten“, sagt Sam Phillips, der ebenfalls an dem Projekt beteiligt war. Die Messungen zeigten, dass die Luftblase sowohl für ein Unterwassergeräusch als auch für das unverwechselbare, durch die Luft übertragene „Plopp“ verantwortlich ist.

Das hörbare Tropfgeräusch sei aber nicht einfach der Unterwasserton, der sich über die Oberfläche fortsetzt. Stattdessen übertrage die Luftblase ihre Schwingungen insbesondere auf die Unterseite der Einwölbung, die der Tropfen schaffe. Dadurch entstehe letztlich der besondere Ton.

Sind wir dem „Plopp“ also hilflos ausgeliefert? Nein, schreiben die Forscher. Eine Veränderung der Oberflächenspannung der Wasserpfütze, etwa durch ein wenig Spülmittel, verhindere den Ton des auftreffenden Tropfens. (dpa)

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