Gesundheit : Warum dreht sich die Weihnachts- pyramide?

Thomas de Padova

Wie gleichmäßig die Engelchen kreisen! Sie drehen sich um die Krippe mit dem Jesuskind, hinter ihnen ein Dutzend Schäfchen, ein Hund und ein paar Jägersleute. Die Engelchen haben kleine Flügel, aber über ihnen, mit der Achse der Pyramide verbunden, rotiert ein großer Holzpropeller. Er bringt das ganze weihnachtliche Karussell aus dem Erzgebirge in Bewegung.

Die Weihnachtspyramide macht ihren eigenen Wind. In der Hitze der Kerzen gewinnen die Luftmoleküle an Fahrt. Sie treffen aufeinander, stoßen sich voneinander ab und die Luft dehnt sich aus.

„Über der Kerze breitet sich die erwärmte Luft primär nach oben aus“, sagt Christian Ucke, Physiker an der Technischen Universität München. Die Luftmoleküle strömen gegen die schräg gestellten Räder und versetzen diese in Schwung. „In der Geschwindigkeit der Luftmoleküle steckt die Energie, die das Flügelrad zum Drehen bringt.“

Die Weihnachtspyramide rotiert am schnellsten, wenn die Flügel eine Neigung von etwa 45 Grad haben. Dann überträgt die aufsteigende Luft den größtmöglichen Impuls auf die Blätter. Stehen die Flügel zu steil, streift zu viel Luft daran vorbei, liegen sie ganz flach, drückt der Wind die Blätter eher nach oben, als sie vorwärts zu treiben.

Der Vergleich mit einem Windrad macht allerdings deutlich, dass die Weihnachtspyramide nicht die schnellste ist. Zum Beispiel ließe sie sich mit leichten, dünnen Flügeln aus Metall statt aus Holz beschleunigen. Auch die Form der Flügel ist nicht ideal. Denn außen, am Rand des sich drehenden Flügels, ist die Geschwindigkeit größer als innen, an der Nabe. Infolgedessen greift der Wind unterschiedlich an den Flügeln an. Um diese Differenz auszugleichen, sind Windräder oder Flugzeugpropeller in sich verdreht.

Manch einem Physiker kommen beim Anblick der Weihnachtspyramide womöglich noch flottere Ideen. Ob sie so gut in die besinnliche Weihnachtszeit und zum Schein der Kerzen passen wie die gemächlichen Drehungen der kleinen Engelchen?

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