Rückstoßeffekte

golbi · Anmeldungsdatum: 03.11.2007 Beiträge: 77

hi, hab nen Problem mit folgender Aufgabe:

Auf einem Wagen steht ein quaderförmiges Gefäss, dass bis zu einer Höhe h=1,0m mit Wasser gefüllt ist. An der Wandung sid an gegenüberliegenden Seiten genau in der Mitte zwei gleiche Ventile mit Öffnungen von je 0,001m² Querschnittsfläche angebracht. Das eine Ventil befint sich in einer Höhe von 0,5m, das andere bei 0,25m.

Berechnen Sie die Grösse der Kraft F, die auf den Wagen ausgeübt werdenmuss, damit dieser beim Öffnen der Ventile nicht wegfährt.

golbi · Anmeldungsdatum: 03.11.2007 Beiträge: 77

der druck ist doch in der flüssigkeit überall gleich gross, also bewegt sich der wagen garnicht, oderß

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Keine Idee? – Meld' dich doch einfach mal mit dem was du soweit vermutest. Dann finden wir schon einen Weg weiter. :-)

Iduna · Anmeldungsdatum: 15.01.2007 Beiträge: 313

Der Druck herrscht doch dadurch, dass das Wasser von der Erdanziehungskraft angezogen wird und da auf den untersten Wasserschichten die Kraft, von dem Wasser das darüber ist, liegt. Also ist unten der Druck höher als oben.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3251

Folgender Denkansatz
In dem Quader befindet sich ein hydrostatischer Wasserdruck(höhenabhängiger Druck) dieser druck wirkt auch auf die Seitenwände des Quaders und erzeugt uns auf der rechten seite über die fläche eine Rechte Seitenkraft und auf der linke Seite über die fläche eine linke Seitenkraft.
FSl= FSr
Diese zwei Kräfte heben sich auf solange die Bohrungen verschlossen bleiben. Öffnet man die Bohrungen so wird die Fläche kleiner auf die druck wirken kann somit werden auch die Seitenkräfte die auf den Quader wirken kleiner.

dabei verringert sich die linke Seitenkraft FSl wie folgt:

FSl= linke Seitenkraft
pml(h)= mittlerer Druck bei Höhe der linken Öffnung (Druck bei mittelpunkt)
Ab= Bohrlohrdurchmesser

FSl-pml(h) * Ab

gleiches gilt für die rechte Seitenkraft FSr:

FSr-pmr(h) *Ab

da pmr(h) und pml(h) nicht gleich groß sind aufgrund von unterschiedlicher Höhe der Bohrungslöcher ist auch FSl nicht mehr gleich groß FSr es kommt zur resultierenden Kraft auf den Quader. Kann diese über Reibung auf das Auto übertragen werden, wirkt die Kraft auch auf das auto.

Seitenkraft Integration für Rechtecksflächen A =b*h

FS = Integral b*p(h)*dh = Integral b*ρ*g*h*dh=b*ρ*g*h²/2=A*ρ*g*h/2

ρ*g*h/2=pm ... mittlerer Druck über die gesamte Höhe

FS=A*pm ..Achtung die Seitenkraft wirkt nicht im Schwerpunkt der Fläche sondern weiter unterhalb.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Auch wenn sich der Threadersteller nicht nochmal gemeldet hat, eine Bemerkung: