Beeinflusst die Temperatur, wie hoch ein Tennisball abspringt?

Wenn Sie dem Spiel Ihres Tennisgegners ein wenig freundliche Sabotage hinzufügen möchten, sollten Sie sich vorher überlegen, ein paar seiner Tennisbälle im Gefrierfach zu platzieren. Wenn sich die Temperatur eines Tennisballs ändert, erfährt der gasgefüllte Kern des Balls eine interessante Reaktion. Während eine Temperaturänderung in einer Richtung einen stark springenden Effekt hat, verringert eine Temperaturänderung in die andere Richtung die Springfähigkeit des Balls.

Das Anpassen der Temperatur beeinflusst den Sprung Ihres Tennisballs. (Bild: Thinkstock Images / Stockbyte / Getty Images)

Warum Bälle hüpfen

Die Anatomie eines Tennisballs weist einen hohlen gummiartigen Kern auf, der mit Gas gefüllt ist. Die Moleküle, aus denen Gas besteht, sind relativ unorganisiert. Sie gleiten leicht herum und übereinander, um den Platz zu füllen, den sie einnehmen. Als solches können sich Gasmoleküle leicht ausdehnen oder zusammenziehen. Wenn ein Tennisball den Boden berührt, drückt die Kraft gegen den Ball, drückt die Bodenfläche des Balls hinein und drückt das Gas in seinem Kern zusammen. Wenn der Tennisball in seine normale Form zurückkehrt, wirkt das Gas im Inneren des Balls als Feder und bewirkt, dass der Ball in die Luft springt.

Heiß gegen kalte temperatur

Der Gasdruck im Ball bestimmt letztendlich, wie hoch der Tennisball abprallen wird. Die wissenschaftliche Gleichung zur Bestimmung des Gasdrucks lautet "p = rRT", wobei "p" der Druck ist, "r" die Dichte ist, "R" eine für das Gas spezifische Konstante ist und "T" die Temperatur ist. Wenn die Dichte und die Konstante gleich bleiben, führt eine höhere Temperatur zu einem höheren Druck, während eine niedrigere Temperatur zu einem niedrigeren Druck führt. Wenn die Temperatur steigt, dehnen sich die Gasmoleküle im Tennisball aus. Wenn sich die Moleküle ausdehnen, erhöht sich ihre Energie, wenn sie unregelmäßiger herumspringen. Diese erhöhte Energie und Bewegung führt zu einem höheren Sprung. Andererseits führt ein Temperaturabfall dazu, dass sich die Gasmoleküle zusammenziehen und langsamer bewegen. Infolgedessen hat ein kalter Ball einen wesentlich niedrigeren Sprung.

Einfaches Experiment

Dieses wissenschaftliche Rätsel kann mit einem einfachen Experiment zu Hause oder in der Schule demonstriert werden. Sammle 15 bis 20 Tennisbälle und ein Maßband. Legen Sie vier Tennisbälle in einen Gefrierschrank, vier in einen Kühlschrank, vier bei Raumtemperatur und vier draußen in der Sonne. Lassen Sie die Tennisbälle wenn möglich mindestens ein bis drei Stunden lang. Wenn Sie fertig sind, entfernen Sie die Kugeln einzeln und lassen Sie sie aus einer erhöhten Position fallen. Lassen Sie eine andere Person messen und notieren Sie, wie hoch der Ball springt. Wiederholen Sie das gleiche Verfahren, bis alle Bälle getestet wurden. Sie sollten feststellen, dass die erhitzten Bälle am höchsten springen, gefolgt von den Raumtemperaturbällen, dann den gekühlten Bällen, wobei die gefrorenen Tennisbälle am wenigsten springen.

Anpassungen im Winter

Während eines Tennisspiels verlassen sich die meisten Spieler auf den schnellen Sprung des Balls, um ihnen beim Spielen zu helfen und zu punkten. Aber während der kalten Temperaturen im Winter kann dieser Ball zu Ihrem Feind werden. Um die Abnahme des Balles auszugleichen, empfiehlt die Tennis.com-Website, Ihren Schläger während der Winterzeit um 2 Pfund niedriger zu besaiten.