"Raindrops keep falling on my head." - Oder: Die Physik des Regenschirms

Sie kennen es sicherlich: Es regnet. Es stürmt. Und Sie kämpfen mal wieder mit dem Regenschirm! Ganz egal, wie Sie ihn halten, es passiert immer wieder: Er klappt nach oben um. Und das, obwohl der Wind nicht von unten in den Regenschirm hinein geweht hat. Ärgerlich!

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Jetzt könnten Sie, wie einst Billy Joe Thomas, singen: "Raindrops
keep falling on my head." (auf Deutsch: "Regentropfen fallen immer
wieder auf meinen Kopf."). Aber woher kommt dieses Phänomen? Warum
klappen Regenschirme manchmal nach oben um, obwohl der Wind sie doch
eigentlich nach unten drücken müsste?

Die Antwort auf unsere Frage lieferte der schweizer Physiker Daniel
Bernoulli schon im 18. Jahrhundert. Vereinfacht gesagt, fand er
heraus, dass Luft, die an einem bestimmten Ort schneller strömt als
in der Umgebung, an diesem Ort einen Unterdruck erzeugt. Dieser
Unterdruck bewirkt dann, dass das Objekt angesaugt und nicht
weggeblasen wird.

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Wie kann man sich das beim Regenschirm plausibel machen? Bei
Windstille herrscht über und unter dem Schirm derselbe Druck. Wird
der Regenschirm nun aber von Luft angeströmt, dann stellt dieser für
sie ein Hindernis dar. Um dieses zu umgehen, wird die Luft über den
Schirm gelenkt. Wie man in der stark vereinfachten Skizze erkennen kann, wird der
"Luftkanal" zur Schirmmitte enger, wodurch die Luft ähnlich wie in
einer Düse beschleunigt wird. Im Vergleich zur Umgebungsluft strömt
die Luft dort nun also schneller. Nach Bernoulli nimmt der Druck über
dem Schirm folglich ab, unter dem Schirm bleibt der Druck nahezu
unverändert. Diesen Druckunterschied möchte die Natur ausgleichen:
Der Regenschirm klappt nach oben um.

Der "Bernoulli Effekt" ist nicht nur dafür verantwortlich, dass wir
bei Regen und Wind trotz Schirms manchmal nass werden. Er ist auch
der Grund dafür, dass bei Sturm manche Häuser abgedeckt werden und
Türen bei Durchzug nicht aufgedrückt werden, sondern zuschlagen. Auch
beim Duschen hat Bernoulli seine Finger im Spiel. Das von oben
herunter prasselnde Wasser reißt Luft mit nach unten. Im Vergleich
zur Umgebung entsteht wieder ein Luftstrom mit größerer
Geschwindigkeit, ein Unterdruck wird erzeugt und der Duschvorhang
wird angezogen.

Wer jetzt denkt: "Herr Bernoulli kann mir gestohlen bleiben!", sollte
aber auch bedenken, dass der "Bernoulli-Effekt" unter anderem der
Grund dafür ist, dass wir nicht nur mit dem Auto, sondern auch mit
dem Flugzeug in den Urlaub reisen können. Denn er sorgt für den
nötigen Auftrieb, den das Flugzeug zum Abheben braucht.

Noch einmal zurück zu unserem Regenschirm: Für all diejenigen, die
trotz Sturms und Regens vor die Tür müssen, könnte die Erfindung des
Holländers Gerwin Hoogendorn interessant sein. 2004 entwickelte der
Industriedesignstudent den innovativen "Sturmschirm". Durch seine
aerodynamische Form (ähnlich die eines Helms eines Radrennfahrers)
soll er von selbst die ideale Position im Wind finden und
Windgeschwindigkeiten bis zu 100 km/h trotzen.

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