Rätsel des Peitschenknalls gelöst

Schon Anfang des 20. Jahrhunderts hatten Forscher erkannt, dass die Peitsche knallt, weil Teile der Gerte sich mit Überschall bewegen: Die Schallmauer wird durchbrochen. Jüngere Messungen hatten ergeben, dass die Spitze der Peitsche bis auf das 50.000-fache der Erdbeschleunigung angetrieben wird. Rätselhafterweise bewegt sich die Peitschenspitze schon mit zweifacher Schallgeschwindigkeit, wenn der Knall entsteht.

Goriely und sein Diplomand Tyler Mc Millen untersuchten das theoretisch kaum bearbeitete Phänomen und fanden heraus, dass die Schleife, die sich im Peitschenband fortbewegt, den Knall erzeugt, und nicht die Spitze. Beim Peitschen wird diese Schlaufe auf das zehnfache der ursprünglichen Geschwindigkeit beschleunigt, das lose Ende wird noch zwei oder dreimal schneller, etwa so, wie auch am oberen Teil eines Autoreifens kurzzeitig die doppelte Fahrgeschwindigkeit erreicht wird.

Für die praktischen Vorarbeiten zu der Forschungsarbeit kaufte sich Goriely erst einmal eine Peitsche und übte. „Es ist gar nicht so gefährlich, wie man denkt – es sei denn, man tut etwas Dummes oder übt drinnen“, schmunzelt der Forscher. Er wird seine Arbeit demnächst in der Fachzeitschrift Physical Review Letters vorstellen.