Klausurfrage zu Viktoriafällen

Elfenbein · Anmeldungsdatum: 26.03.2015 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo, ich verzweifle gerade an einer Aufgabe, die ich für meine Physik Klausur übe. Also das ist die Aufgabe:
pro s stürzen 1,4*10^6 kg Wasser die Viktoriafälle hinunter, die einen Höhenunterschied von 100m aufweisen
a)welche elektr. Leistung könnte erzeugt werden?
b)nehmen sie an, dass die tatsächliche Wassermenge um bis zu 10% vom Durchschnitt abweichen kann und berechnen sie das minimale und max. Volumen , das pro s hinunterstürzt
c) mit einer Pumpe, die am unteren Punkt der Wasserfälle installiert ist, soll ein Teil des Wassers wieder hochgepumpt werden. Das kreisrunde Steigrohr der Pumpe habe einen Innendurchmesser von 10 cm, Viskosität Wasser 1kg/m/s. Welchen Druck in bar muss die Pumpe liefern, damit ein Volumenstrom von 300l/s erreicht wird?

Meine Ideen:
Also den Teil a hab ich gelöst mit P=W/t war ja jetzt nicht so schwer. Aber wie kriege ich den Rest raus? Könnt ihr mir bitte irgendwelche Tips zu Ansätzen geben? Ich hab leider mit Physik nix am Hut und brauche es dennoch für mein Studium. Vielen Dank schon mal im Voraus

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

b)nehmen sie an, dass die tatsächliche Wassermenge um bis zu 10% vom Durchschnitt abweichen kann und berechnen sie das minimale und max. Volumen , das pro s hinunterstürzt

1,4*10^6 kg Wasser sind wie viele m³ ?

c) mit einer Pumpe, die am unteren Punkt der Wasserfälle installiert ist, soll ein Teil des Wassers wieder hochgepumpt werden. Das kreisrunde Steigrohr der Pumpe habe einen Innendurchmesser von 10 cm, Viskosität Wasser 1kg/m/s. Welchen Druck in bar muss die Pumpe liefern, damit ein Volumenstrom von 300l/s erreicht wird?

Hätte das Rohr keinen Widerstand, so wäre der minimale Druck gleich dem hydrostatischen Druck der Wassersäule.

Zuätzlich geht aber durch Reibung Druck verloren. Das lässt sich durch das Hagen-Poissonsche Gesetz beschreiben:

http://de.wikipedia.org/wiki/Gesetz_von_Hagen-Poiseuille

Der erforderliche Druck der Pumpe muss die Wassersäule plus die Reibungsverluste "überwinden".

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

o_o · Gast

Vielen Dank für eure schnellen Antworten!
Also ich hab jetzt die Druckaufgabe versucht mit der Hagen-Poiseuille Formel zu lösen. Hab da 76,43 bar rausbekommen, wobei das nicht richtig sein kann :/ . Ich denke auch, dass die Reibung vernachlässigt sein kann, da diese Aufgaben in der Klausur OHNE Taschenrechner gelöst werden mussten.

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München