Impulserhaltung bei der Rakete (qual.)

Dieser qualitative Versuch zeigt die Anwendung der Impulserhaltung an einer Spielzeugrakete. Der Versuch ist bei den Studenten in der durchgeführten Form sehr beliebt.
Die Treibstoffe der Rakete (Masse m) werden nach einer Richtung hin mit einer hohen Geschwindigkeit vt ausgestoßen, die Rakete (Masse M mit m < M) wird gemäß der Impulserhaltung in der entgegengesetzten Richtung in Bewegung gesetzt. Als Treibstoff dienen Luft und Wasser. Hohe Ausströmgeschwindigkeit vt wird durch Aufpumpen der Rakete mit Luft erreicht.
Es werden zwei Starts (Teilversuche) durchgeführt:

1. Teilversuch:   Ein rasanter Raketenstart wird mit vielen Vorsichtsmaßnahmen angekündigt. Die Rakete wird nur mit komprimierter Luft "betankt".
Beobachtung:   Die Rakete startet langsam, gewinnt keine Geschwindigkeit und fällt nach "mickrig-miesem" Flug ca. 0.5 m weit vom Startpunkt zu Boden.
Erklärung:  Der "Treibstoff" bringt zu wenig Impuls. Dies kann an zu kleiner Ausströmgeschwindigkeit (unwahrscheinlich) liegen oder an zu geringer Masse m des Treibstoffs (wahrscheinlich).

2. Teilversuch:  Der erste Teilversuch lehrt:  Masse des Treibstoffs erhöhen. Die Rakete wird bis zu einem Drittel ihres Volumens mit Wasser betankt, der übrige Treibstoff besteht wie beim 1. Teilversuch aus komprimierter Luft.
Beobachtung:   Die Rakete startet schnell, gewinnt sofort stark an Geschwindigkeit und fliegt rasant durch den gesamten großen Hörsaal.
Erklärung:   Ein Drittel des Treibstoffs wurde bzgl. seiner Masse um ca. den Faktor  500  gegenüber dem ersten Start erhöht. Die Ausströmgeschwindigkeit vt ist bei diesem Start sicher kleiner, aber der Massenzuwachs des Treibstoffs gleicht das leicht aus.

Hinweis:  Da die Rakete im Auditorium landet, müssen alle Studenten bei Start "wach" sein, damit sie die auf sich "zu rasende" Rakete abfangen können. Andernfalls sind schmerzende Überraschungstreffer nicht auszuschließen.