 Verfasst am: 10. Sep 2019 15:23 Titel: |
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Mir schiene das ein sehr leichter Wasserläufer. Für die spezifische Oberflächenenergie gilt ja Für die Kraft nach oben folgt also Der Faktor dA/dh ergibt sich hier, wo die zylinderförmigen Beine genau halb eingetaucht sind, sehr einfach. Ich käme damit auf eine Masse von 0.6g (die Auftriebskraft macht dabei weniger als 1% der Kraft durch die Oberflächenspannung aus). |
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| Verfasst am: 10. Sep 2019 14:42 Titel: |
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(Wegen de Aufgabenstellung nicht wundern, mein Prof ist ein lustiger  ) Der gemeine Wasserläufer ist eine räuberische Wanze, die sich auf der Wasseroberfläche bewegen kann und gemeinerweise andere Insekten angreift, die in das Wasser geraten sind. Vereinfachend sei angenommen, das Gewicht des Wasserläufers verteile sich gleichmäßig auf die in der Skizze hervorgehobenen Beinglieder, die zylinderförmig seien (Radius 0.2 mm, Gesamtlänge 40 mm) und genau zur Hälfte eingetaucht flach auf dem Wasser liegen a) Wie groß könnte die Gesamtmasse des Wasserläufers sein, wenn nur der Auftrieb wirksam wäre? b) Wie groß wäre die Gesamtmasse des Wasserläufers unter Berücksichtigung des Auftriebs sowie der Oberflächenspannung bzw der spezifischen Oberflächenenergie σ = 0.073 N/m des Wassers? Also handelt es sich eigentlich um ein geschlossenes Rohr, hätte ich erwähnen sollen. Ich hab das auf jeden Fall nochmal selber versucht und habe folgendes rausbekommen: Fg + Fo = Fa -> p * v - (ö * A)/(y0 * g) = m Dabei: Fg = Gewichtskraft Fo=Kraft durch Oberflächenspannung Fa=Auftrieb p=Dichte Wasser ö = Oberfläschenspannung in N/m A = Oberfläche ( ohne die seitlichen vertikalen Stücke) y0 = der Mittelpunkt des Halbkreises hab dann für das Gewicht 5,79 mg rausbekommen, finde aber dass das ein sehr schwerer Wasserläufer ist :/ |
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| Verfasst am: 10. Sep 2019 13:59 Titel: |
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@Myon Ich habe die Aufgabe so verstanden, dass der Zylinder horizontal, bis zum halben Durchmesser eingetaucht, im Wasser schwimmt. |
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| Verfasst am: 10. Sep 2019 13:29 Titel: |
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| Zylinder? Geht es vielleicht um ein (Kapillar-)rohr? Hier gilt im Gleichgewicht (Minimierung der Gesamtenergie) Die Kraft auf die ganze Flüssigkeitssäule nach oben infolge der Oberflächenspannung wäre einfach Im Gleichgewicht muss diese Kraft betragsmässig gleich der Gewichtskraft auf die Flüssigkeitssäule sein, Sonst bitte den Aufgabentext vollständig reinstellen. |
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| Verfasst am: 10. Sep 2019 12:56 Titel: |
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| Folgende Überlegung: Gewichtskraft = Auftriebskraft + Kraft durch Oberflächenspannung |
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| Verfasst am: 10. Sep 2019 11:42 Titel: Oberflächenspannung |
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| Meine Frage: Hallo, ich habe hier eine Aufgabe, bei der ich die aus der Oberflächenspannung resultierende Kraft nach oben bestimmen soll. Dabei ist ein Zylinder mit dem Radius von 0,2mm und einer Länge von 40mm gegeben, welcher zur Hälfte im Wasser liegt. Meine Ideen: Ich weiß zwar wie ich die Energie berechnen kann, welche die Einheit Nm hat, habe aber keinen Ansatz, wie ich davon auf die Kraft komme. Vermutlich muss ich durch eine Länge teilen, um die m aus den Nm loszuwerden, aber wüsste nicht welchen. |
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