Der Cartesischer Taucher als Mini-U-Boot

Ein Cartesischer Taucher ist ein kleiner, luftgefüllter Behälter, den man in einer mit Wasser gefüllten Kunststoffflasche wie ein U‐Boot auf und ab schweben lassen kann. Dieses kleine Experiment zeigt dir, wie ein U‐Boots funktioniert.

Das steckt dahinter: Ausführliche Erklärung zum Cartesischen Taucher  (pdf)

Anleitung zum Downlad:
Bauanleitung Cartesischer Taucher (pdf)
Bilder zur Bauanleitung (pdf)

Zeitbedarf: 10 Minuten
Schwierigkeit: einfach
Kosten: ca. 3 €
Materialbedarf: gering
Thema: Physik, Mechanik, Thermodynamik 

Das brauchst du:

  • 1 stabile 1l-Kunststoffflasche
  • 1 Tintenpatrone 
  • 1 Pinnwandnagel  

Die Bauanleitung:

  1. Bohre mit dem Pinnwandnagel am unteren Ende der Tintenpatrone ein kleines Loch in deren Seite (Bild 1).
  2. Drücke die Tinte vorsichtig durch das Loch in ein Spülbecken aus. Spüle die Patrone aus. Das geht am besten, indem man die Patrone mit dem gebohrten Loch nach oben hält und sie zusammenpresst, damit die Luft hinausgeht (Bild 2). Dann hält man sie unter Wasser und lässt los (Bild 3). Das Wasser strömt hinein.
  3. Befülle die saubere Patrone anschließend mit Wasser, so dass oben eine kleine Luftblase bleibt (Bild 4).  Stecke nun den Pinnwandnagel durch den Boden der Tintenpatrone (Bild 5).
  4. Lege den Taucher in ein Glas mit Wasser. Sinkt er nach unten, ist zuviel Wasser darin. Drücke in diesem Fall leicht auf die Patrone bis ein kleiner Tropfen aus dem Loch kommt (Bild 6). Wische den Tropfen ab und lege den Taucher wieder ins Glas. Führe dies solange durch, bis er nicht mehr untergeht. Dann ist der Taucher richtig austariert.
  5. Lege den Taucher in die bis zum Rand mit Wasser gefüllte Flasche und verschließe sie mit dem Deckel (Bild 7). Wenn du nun die Flasche zusammenpresst, sinkt der Taucher herab. Lässt du los, steigt er wieder auf (Bild 8).     

Versuche mit dem Cartesischen Taucher:

  1. Beobachte genau die Luftblase im Inneren der Patrone. Wie verändert sie sich, wenn die Patrone nach unten sinkt? Was passiert, wenn sie wieder aufsteigt?
  2. Benutze eine neue Tintenpatrone. Bohre mit der Pinnwandnadel ebenfalls ein Loch hinein und drücke nur ein wenig Tinte heraus. Befestige die Pinnwandnadel an der Unterseite der Patrone und versuche sie schweben zu lassen. Anhand der ausströmenden Tinte lässt sich sichtbar machen, wie das Wasser durch die Öffnung ein‐ und ausströmt.
  3. Versuche, den Taucher in der Mitte der Flasche in der Schwebe zu halten. Versuche dies auch im oberen und im unteren Bereich der Flasche. Wo ist es schwieriger?