Auftrieb

Physik123 · Gast

Hi,

Bei dieser Aufgabe weiß ich nciht so recht weiter:

Ein dünnwandiges Rohr(Druchmesser d1) wird senkrecht ins Wasser(Dichte rhow) eingetaucht. Es ist am unteren Ende durch eine Scheibe (Dichte rho, Dicke s, Durchmesser d2) verschlossen. Die Scheibe wird nur durch das Wasser gegen das ROhrende gedrückt. Bis zu welche Tiefe(Scheibendicke eingeschossen) muss das Rohr ins Wasser getaucht werden (Scheibendicke eingeschlossen), damit sich die Scheibe nciht löst.

Ich hätte das jetzt über das Kräftegleichgewicht gelöst. Die Gewichtskraft der Scheibe muss gleich dem Auftrieb sein. Nur der Auftrieb entspricht ja der Masse des verdrängten Wassers. Ist also tiefen unabhängig. Also wie macht man das dann?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Es fehlt die durch den Schweredruck des Wassers bedingte Kraft (nach oben).

Physik123 · Gast

Wieso geht die Kraft vom Schweredruck nach oben? Ich dachte immer die geht nach unten.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Wenn das Rohr weiter eintaucht, wird doch auch mehr Wasser verdrängt, oder?

Gruß
Marco

Physik123 · Gast

Also mit der Kräftebilanz bin ich jetzt auf das richtige Ergebnis gekommen:

FAScheibe+FARohr-FGScheibe=0

Nun sieht es doch aber so aus, als wäre der Auftrieb des Rohres förderlich für das Haften der Scheibe. Ist er das Wirklich? Ich stelle mir das so vor, dass wenn das Rohr mehr Auftrieb hat das Ganze der Scheibe "davon schwimmt". Also der Druck der Scheibe auf das Rohr wird geringer, wenn sich dieses Stärker nach oben bewegt. Oder habe ich da einen Denkfehler?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

"Auftrieb des Rohrs" könnte man notfalls machen, scheint mir aber etwas erklärungsbedürftig (das Rohr wird schließlich festgehalten. (Deshalb war mein Vorschlag: Der Schweredruck dort unten erzeugt im konkreten Fall eine resultierende Kraft nach oben: über dem Verschluß Luft, drunter Wasser. )
Gruß

Physik123 · Gast

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3256

Kraft ist Druck mal Fläche weils Druck ist zeigt sie in den Körper zug vom Körper weg. wie die Kraft wirkt hängt davon ab welche Fläche des Körpers du betrachtest auf der unter Fläche wirkt die Druckkraft nach oben auf der Oberfläche die Druckkraft nach unten, bei Zug wärs das Gegenteil.

Alles in allem halte dich an Franzschilderung. Mit dem Auftrieb der Beteiligten kommst du hier überhaupt nicht weiter.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3256

Vielleicht hilft dir das weiter

Physik123 · Gast

Mein Problem ist denke ich, dass ich mir den Druck von Unten nciht vorstellen kann. Wieso entsteht da eine Kraft nach oben? Das Wasser drück doch eigentlich von oben und nicht von unten.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3256

Druck pflanzt sich in alle Richtungen fort bei einem Form instabilen Medium Aggregatzustand flüssig gasförmig.

Wenn du dich in die Badewanne setzt steigt bei dir der Wasserspiegel oder nicht?

Wenn du ins Wasser springst spritzt Wasser nach oben nach unten und auf die Seiten.

Wenn du einen Plastiksack hast indem sich Wasser befindet und du drückst von den Seiten auf das Wasser dann schießt es nach oben weil es nach unten nicht kann.

Am besten du betrachtest einen Wasserwürfel mit Druck an dem sich auf allen Ebenen Kolben befinden, Das Wasser steht unter Druck und will nach allen Richtungen hinaus. aufjeden Kolben mußt du mit der Kraft p=F*A ins Wasser hineindrücken, wenn nicht schießt es dort hinaus.

Umgekehrt bedeutet das aber gleichzeitig(Reactio). Das jeder Kolben mit p=F*A vom Wasserwürfel hinaus gedrückt wird. sowohl der Wasserwürfel als auch die Kolben werden mit Druck belastet.

Du kannsd jedes Wasservolumen dV-> in so einen Behälter mit Wasser freischneiden, deren Begrenzungsebenen stellst du dir als Kolben vor in allen Richtungen drückt das Wasser auf die Kolben umgekehrt muß von allen Richtungen der gleiche Druck entgegen kommen.
Ist dies nicht der Fall bewegt sich dV in Richtung des Kolbens der die Kraft nicht halten kann.

Die Wasser Massen rechts der scheibe und links der Scheibe drücken nach unten unterhalb ist der Boden, nach unten können sie nicht also probieren Sie auf die Seite auszuweichen. Die linke Wassermasse kann nicht auf die linke Seite da dort ebenfalls irgendwann Wand darum drück sie auch nach rechts, umgekehrt auf der rechten Seite drück sie nach links, beide behindern sich gegenseitig und wollen dem wieder ausweichen nach unten können sie nicht also können sie nur nach oben unterhalb der Scheibe. wenn dort zu wenig druck wandert dort alles nach oben.