Heute Morgen im Tram, Linie 7, kurz nach acht. Draußen leichter Regen, die Scheibe neben mir übersät mit kleinen Tropfen. Die meisten ruhten fast still, kaum einen Millimeter groß. Dann berührten sich zwei – und sofort liefen sie zusammen, rollten nach unten, sammelten weitere ein, wurden schneller. Ich musste innehalten.
Die Frage: warum laufen Tropfen zusammen, und warum warten sie erst so lange?
Das zentrale Prinzip ist die Oberflächenspannung – die Tendenz einer Flüssigkeit, ihre freie Oberfläche zu minimieren. Für Wasser bei Raumtemperatur beträgt sie etwa 72 mN/m (ein Lehrbuchswert). Wenn zwei Tropfen sich berühren, ist ein gemeinsamer größerer energetisch günstiger: eine Kugel hat weniger Oberfläche pro Volumen als zwei kleinere. Der Zusammenfluss ist daher zwingend und passiert quasi instantan.
Warum aber hängen kleine Tropfen überhaupt? Grob gerechnet: Ein Tropfen mit 1 mm Radius hat eine Masse von etwa 4 mg, also eine Schwerkraft von rund 40 µN. Die Oberflächenspannung entlang seines Umfangs – 2π × 1 mm × 72 mN/m – ergibt ungefähr 450 µN. Die Haftung ist zehnmal größer als die Schwere. Das Hängenbleiben ist also kein Zufall, sondern eine direkte Konsequenz der Skala.
Das Verharren auf dem Glas erklärt die Kontaktwinkel-Hysterese: Vor- und Hinterkante eines Tropfens bilden auf einer realen Oberfläche unterschiedliche Winkel – das wirkt wie Reibung. Ich kenne den Effekt qualitativ aus der Fluidmechanik, kann ihn aber nicht vollständig ableiten. Schmutz, Fett oder hydrophobe Beschichtungen ändern das Verhalten stark; deshalb perlen Tropfen auf behandeltem Glas eher ab.
Was ich nicht erklären kann: warum genau dieser Tropfen plötzlich losläuft und jener weiter wartet. Tramvibrationen spielen vermutlich eine Rolle. Hier ist "ich weiß es nicht" die ehrlichste Antwort.
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