Die Bewegung von Kolibris – Lizzys Einblick in die Physik

Kolibris sind kleine farbenfrohe Vögel, die in Amerika leben und sich von Nektar ernähren. Ein Kolibri wird ca. 10 – 20cm groß und gehört zur Ordnung der Seglervögel (F1). Doch welchen Rekord kann denn schon ein kleiner niedlicher Vogel brechen?

Herzschlag der Kolibris

Der Kolibri braucht viel Sauerstoff um zu fliegen und um in der Luft aus Nektar zu trinken, weshalb sein Herzschlag enorm schnell ist. Im Sitzen sind es allein schon 400 Herzschläge pro Minute. Im Fliegen sind es dann 1.200 Herzschläge pro Minute, was 20 Herzschlägen pro Sekunde entspricht. (F2) Zum Vergleich: Ein Erwachsener Mensch hat einen Ruhepuls von 60 bis 80! (F3) Das heißt ein Kolibri hat über viermal mehr Herzschläge als wir. Beim Fliegen ist es sogar so viel, dass man nur ein Summen hört.

Die Formel für die Berechnung der Herzschläge bei Kolibris lautet also, wenn sie sitzen:

N x 400

Und wenn sie fliegen:

N x 1.200

N – Anzahl der Minuten

Flügelschlag des Kolibris

Ein zweiter Weltrekord ist der Flügelschlag des Kolibris. Ein Kolibri kann mit bis zu 80 Flügelschlägen pro Sekunde fliegen (F4). Das Geheimnis liegt in ihrem Flugstil. Die Vögel zeichnen eine Art umgedrehte acht oder Unendlichkeitssymbol in die Luft. Dabei spreiten die Kolibris die Flügel und knicken sie nicht wie andere Vögel. Durch diese einzigartige Flughaltung, kann der Kolibri so viele Flügelschläge fliegen. Jedoch sind die Schläge so schnell, dass man kaum wahrnimmt, wie der Kolibri überhaupt fliegt, sodass man das Video auf Slow-Motion stellen muss. 80 Flügelschläge pro Sekunde wären, wenn man 80 und 60 (für jede Sekunde in einer Minute) multipliziert, dann wären das 4.800 Flügelschläge pro Minute und wieder mal 60, wären es 288.000 Flügelschläge pro Stunde!

Geschwindigkeit

Ein 10 cm langer Annakolibri kann bis zu 98 km/h schnell fliegen. Durch die vielen Flügelschläge pro Sekunde können sie sich extrem schnell fortbewegen (F5). Zum Vergleich: Die Durchschnittsgeschwindigkeit von Autos auf der Autobahn beträgt 104 km/h. (F6)

Nun: Wie wandeln wir diese 98 km/h in s/m um? Die Schlüsselzahl ist die 3,6. Je nachdem, ob wir die Zahl mit dem Wert multiplizieren oder dividieren, wechseln die Einheiten. Wenn man 3,6 multipliziert, vergrößert sich s/m in km/h, aber, wenn man es dividiert, verkleinert sich die Einheit von km/h zu m/s.

Also müssen wir 98 km/h geteilt durch 3,6 rechnen. Und das ergibt: 98 km/h : 3,6 = 27,222 = 27,222 m/s

Ultraviolett

Kolibris haben eine hervorragende Sicht – nicht verwunderlich bei ihrem Gehirn, das 4,2% des Gewichts ausmacht… Sie können alle Farben wahrnehmen, die wir sehen und sogar Farben, die für uns unsichtbar sind, wie dem Ultraviolett. (F7) (G1)

Kolibri und die Technik

Das Unternehmen namens Tyler Wind (G2) hat nun eine neue Windanlage erfunden, die die effiziente Flugtechnik des Kolibris als Vorbild nimmt. Die neue Windanlage soll mit aerodynamischen Flügeln ausgestattet sein, die den Flugschlag des Kolibris nachahmen.

Die aerodynamischen (G3) Flügel sind ca. 1,6 Meter lang und besitzen einen Winkel von 80° und haben eine Leistung von ca. 1 Kilowatt (G4). „Es ist das erste Mal, das ein mechanisches Gerät, die exakten Bewegungen eines Kolibris nachahmen kann (…)“, berichtet Hassine Labaied (Mitgründerin und Partner von Tyler Wind). (F8)

Quellen

F1 – Kolibris, Wikipedia – https://de.wikipedia.org/wiki/Kolibris

F2 – Kolibri – der Winzige Super-Athlet – https://www.schoepfung.eu/nachdenken/staunen/kolibri/

F3 – Welcher Puls ist normal? – https://www.herzstiftung.de/ihre-herzgesundheit/das-herz/welcher-puls-ist-normal

F4- Kolibris – Fliegende Edelsteine – https://amazonas.de/kolibris/

F5- Annakolibri, Wikipedia – https://de.wikipedia.org/wiki/Annakolibri

F6- Trotz teurem Sprit gibt Deutschland Gas – https://www.tagesschau.de/wirtschaft/verbraucher/autobahnen-benzinpreise-tempo-101.html

F7- 9 entzückende Fakten über Kolibris – https://www.cleanenergy-project.de/energie/windenergie/der-kolibri-ein-vorbild-fuer-die-technik/

F8- Der Kolibri – Ein Vorbild für die Technik – https://www.cleanenergy-project.de/energie/windenergie/der-kolibri-ein-vorbild-fuer-die-technik/

Bild – Pixabay

Erklärung von Begriffen:

G1 – Ultraviolett – „Ultraviolettstrahlung, kurz UV, UV-Strahlung, UV-Licht oder Schwarzlicht, ist elektromagnetische Strahlung im optischen Frequenzbereich mit kürzeren Wellenlängen als das für den Menschen sichtbare Licht.“, laut Wikipedia.

G2 – Aerodynamisch –

 1. Wissenschaft von den strömenden Gasen, besonders von der strömenden Luft

2. Verhalten, Eigenschaften in Bezug auf den Luftwiderstand

Laut Wörterbuch

G3 – Kilowatt – „Eine Kilowattstunde ist eine Energieeinheit: ein Kilowatt Leistung für eine Stunde. In Bezug auf abgeleitete SI-Einheiten mit speziellen Namen entspricht es 3,6 Megajoule. Kilowattstunden sind eine gängige Abrechnungseinheit für elektrische Energie, die von Stromversorgungsunternehmen an Verbraucher geliefert wird“, laut Wikipedia.