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Hi,
bin im Moment am Lernen und hab ein kleines Verständnisproblem. Es geht um die Rückstoßkräfte beim Ausfluss aus Behältern (siehe Bild). Gefragt ist die Rückstoßkraft. Ausflussgeschwindigkeit kann man sich über Bernoulli berechnen (Wasserspiegel bleibt gleich) und ist
[mm] w_{a}=\wurzel{2gh}. [/mm]
Maße von Behälter, Durchmesser Ausfluss, Außendruck etc. ist gegeben. So, dann Impulssatz. Ich habe das Kontrollvolumen gewählt wie orange eingezeichnet. Also müsste der Impulssatz doch lauten:
[mm] F=w_{a}+p_{h}A_{Ausfluss}-p_{\infty}*A_{Ausfluss} [/mm] mit [mm] p_{h}=Roh*g*h.
[/mm]
Nun steht da aber beim Freistrahl treten keine Druckkräfte auf. Das versteh ich nicht so recht. Zum einen wirkt doch der Umgebungsdruck gegen den austretenden Strahl und der hydrostatische Druck erzeugt eine Kraft in Ausflussrichtung. Wo steckt mein Denkfehler???
Danke für Eure Hilfe!
Gruß Bernd
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:44 Di 15.05.2012 | | Autor: | chrisno |
Ich kann Dir das nur wie ein Physiker erklären.
Du kennst die Geschwindigkeit, mit der das Wasser aus dem Behälter strömt. Mit dem Querschnitt des Lochs, kannst Du auch ausrechnen, welche Masse pro Sekunde herausströmt. Damit weißt Du, welcher Impuls pro Sekunde mit dem Wasser aus dem Behälter strömt. Impuls pro Sekunde = Kraft.
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Versteh ich nicht so recht. Der Impulssatz besagt ja: "Die zeitliche Änderung des Impulses ist gleich der Resultierenden alles äußeren Kräfte, die von einer strömenden Fluidmasse auf ihre begrenzenden Wände ausgeübt wird." Zu den äußeren Kräften zählen doch auch die Druckkräfte.
Also, in dem Buch das ich gerade durch arbeite wird das mit dem Impulssatz gelöst. Nur steht da vorher eben "Da es sich um einen Freistrahl handelt, treten keine Druckkräfte auf". Das ist der Punkt, den ich nicht verstehe. Warum treten keine Druckkräfte auf? Die müssten doch eigentlich auftreten?! Setzt man beide Druckkräfte in meinem Ansatz =0 kommt das richtige Ergebnis raus. Ich raff nur nicht warum man die =0 setzt.
Gruß
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:42 Di 15.05.2012 | | Autor: | chrisno |
In dem Moment, in dem das Wasser den Topf verlässt, wird "der Druck in Geschwindigkeit umgewandelt". Das Wasser hat keinen Widerstand, weil keine Wand da ist, zum gegendrücken. Im Strahl selbst herrscht offensichtlich kein Druck, denn sonst würde er auseinander spritzen.
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