Impulsänderung bei Duschrohr

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Aus der Handbrause einer Dusche strömen 3.9 l/min. Das Wasser wird, kurz bevor es austritt, um 90° abgelenkt, und ändert dadurch seinen Impuls. Angenommen, der Rohrbogen habe einen Durchmesser von 1 cm.
Wie groß ist die Impulsänderung pro Sekunde?

Ich denke, der betrag des Impulses bleib gleich, da sich weder die Masse (Hier halt Massenstrom), noch die Geschwindigkeit, geht man von laminaren, reibungsfreien Strömen aus, ändern kann.

Schließlich hat das Wasser nach Austritt des Rohres, die selbe Geschwindigkeit, wie im Rohr.
Nach meiner Überlegung müsste die Impulsänderung Null sein.

Wo hacks an meiner Lokig?

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Weiß des echt keiner?!

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Diese Aufgabe gehört zu einer Reihe von Aufgaben, die unser Prof. ins Internet stellt.
Man kann sie quasi interaktiv lösen. Tippt man das richtige Ergebnis ein, wird es angenommen und erscheind als Lösung.
Hier wird kein Vektor verlangt, deswegen stutze ich ja so.

Mir ist es nicht klar, wie ich hier eine Impulsänderung berechnen soll?
Wäre euch sehr verbunden, wenn ihr mir den Lösungsweg aufzeichnen könntet . . . Bin mit meinem Latein am Ende -.-

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Nicht lösbar, man weiß nicht wie das Teil im Raum bzw. bezüglich der Schwerkraft und wie es nun genau geformt ist(nach unten gebogen oder nach oben oder was auch immer).

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Wie gesagt . . .
Aufgabe eines Profs von mir . . . => Muss lösbar sein.
Wobei ich bei seinen letzten Aufgaben echt am verzweifeln bin.

Eine mit vollem Fass, bei der die Zeit gefragt ist, wie lange es dauert, bis das faß ausgelaufen ist, lässt sich auch nicht lösen.

Kein Torricelli, kein Volumenstrom, keine Barometrische Höhenformel, egal, was ich versuche, es ist falsch *DURCHSREH*

gast 7 · Gast

Impuls ist ein Vektor
Biegt der um 90° ab ändert sich gerade der Betrag dm/dt*v
Alles andere würde ich vernachlässigen

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Der Betrag der Impulsänderung ist

(nach Pythagoras)
mit

Q = Querschnitt des Rohrs

= Volumenfluss

Und zur Zeitdauer Δt dieser Impulsänderung steht Nix in der Aufgabe !
böse

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Es ist hier doch alles vorhanden was benötigt wird um die Kraft zur errechnen, die der Impulsänderung pro Zeit entspricht, wo liegt das Problem

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Ansatz · Gast

Hallo

Viele Grüße

Ansatz · Gast

Hallo

Nee der Ansatz stimmt nicht

Aber raus kommen müßte

Viele Grüße

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Wie schon hier mehrfach erwähnt wurde sind Impulse Vektoren.

Wenn ein Objekt in x Richtung fliegt, dann hab ich ja Masse die sich mit vx bewegt, also impuls in x Richtung.

Wenn dieses Objekt danach in y Richtung fliegt, dann muß dieses vx gebremst werden das geht nur mit einer Kraft die eine bestimmte Zeit wirkt und den Impuls entzieht, gleichzeitig muß ich aber den Körper dann auch in y Richtung beschleunigen damit er in y Richtung eine Geschwindigkeit erhält, das geht auch nur mit einer Kraft die eine gewisse Zeit wirkt, danach hab ich Masse die sich mit vy bewegt also Impuls in y Richtung.

Daher bedeutet klarerweise eine Änderung des Impulsvektors immer einen Kraftauftritt, ohne Kraft gibts keine Geschwindigkeitsänderung und somit auch * m keine Impulsänderung.

Betrachte mal das Rohr als Milchmädchen

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Leute . . .

Ich verzweifle mit euren Aussagen?! -.-
Alles schön und gut, aber wie berechne ich es?

Ich habe keine Vektoren! Die Aufgabe ist so, wie ich sie reingestellt habe. Nix Vektoren, nix Zeit . . .

Und vor allem intressiert mich nicht die Kraft, sonder die Impulsänderung, di da wäre doch aber nur berechenbar, wenn ich zwei verschiedene Zeit habe.

Bitte rechnet mal den vollständigen weg.
Ich denke, ich steh total auf dem Schlauch und komme mit Tipps jetzt nicht voran.

PS: Was denn bitteschön 'n Milchmädchen?

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Skizze 1 (links)
im Rohrabschnitt befindet sich am start von dt unserer Zeitspanne, eine gewisse Impulssumme (also die Summe aller Impulse der einzelnen Wassermoleküle, die sich da drinnen befindet, denn die haben masse und geschwindigkeit in x und y)
in x Richtung und y Richtung, die ist für uns einmal unbekannt.
Ich nenne Sie

Skizze 2 :
Während dt wird ein Volumen V1 in das Rohr hineingestopft. dieses Volumen besteht ja aus lauter Wassermolekülen die eine Geschwindigkeit in x Richtung besitzen, die also einen Impuls in x Richtung besitzen
Ich nenne Ihn

Gleichzeitig tritt aber das Volumen V2 aus dem Rohr hinaus, dieses Volumen besteht ja aus lauter Wassermolekülen die eine Geschwindigkeit in y Richtung besitzen die also einen Impuls in y Richtung besitzen, der das Rohr verlässt.

Ich kann also sagen in x Richtung müßte sich daher nach dt der Impuls von

im Rohr befinden

und in y Richtung müßte sich daher der Impuls von

befinden

Der im Rohrabschnitt befindliche Impuls müsste sich also verändert haben.

Skizze 3:
Man sieht aber in Skizze 3 das sich im Rohrabschnitt nach dt gar nichts verändert hat, die Geschwindigkeitverläufe im Rohr sind gleich wie vorher nur das jetzt an den Stellen im Rohr andere Wassermoleküle sitzen, die aber die gleiche Geschwindigkeit haben, wie die Moleküle die vorher an diesen Stellen waren.

Wir müssten also schreiben

hm da waren ja vohrer noch die Gleichungen

da haut doch was ned hin, da muß irgendwas gewesen sein das p_v1 doch wieder entzogen hat, da es ja wirklich hineingeflóssen ist.

und da muß doch irgendwas dagewesen sein das p_v2 wieder zugeführt hat obwohl es eigentlich abgeflossen ist.

da war auch was nämlich eine Rohrkraft in x und y Richtung die über dt gewirkt hat.

wie würdest du jetzt den Impuls des Volumens V1 ausrechenen das über dt hineinfließt
und wie den Impuls von V2?

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Hmmm . . .

Ich weiß es nicht. Ich geh davon aus, das im Rohr selbst keine Reibung stattfindet und eine Viskosität von Null herrscht. Dann gilt aber gleichzeit p(vor) =p(Nach) . . . Demnach gibt es keine Änderung in seinem Betrag.

Wie ich den Impuls des ersten Volumens ausrechnen würde? Hmmm . . . Vielleicht, da Massenstrom = 0.065 kg/s einfach Impus pro Sekunde = 0,065 kg * v(1) . . .

ABER WIEDER:

Betrag von v(1) und v(2) sind gleich ergo. keine Änderung?

Ich weiß dass's falsch ist, nur komm ich nich auf meinen Denkfehler . . .

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

sag mal hast du überhaupt verstanden was ich und die anderen dir geschrieben?

Du willsd nich davon abgehen das du keine Vektor betrachtung brauchst.
Das ist aber ein grober Irrtum.
Wenn du meinst der Professor hat dir die Aufgabe gegeben und du kannsd diese ohne Vektorbetrachtung lösen dann hast du ihn falsch verstanden, und anscheinend auch nicht das Grundprinzip von Impulsen.

Du kannsd das nicht ohne Vektorbetrachtung lösen.
Denn sonst erzählst du immer den gleichen Käse das der Betrag der Geschwindigkeiten gleich bleibt.

Schön und gut das heißt nur das keine Energie zugeführt oder abgeführt wurde aber bringt überhaupt keine Erkenntnis darüber ob Impuls zu oder abgeführt wurde.

Es kann auch Impulsfluss geben, selbst wenn keine Netto Energie zugeführt wird.
Enerigie ist skalar zu betrachten.
Impulse sind Vektoren.

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

richtig, ist zwar für dich jetzt paradox, aber das kann ja selbst ein Antiphysiker leicht nachvollziehen wenn er die obigen Skizzen durchgeht und mit plus und minus schaut was reingeht und was rausgeht und vergleicht was vorher war und was nachher ist.

Was fällt dir bei der folgenden Skizze auf?

Es befinden sich Kugeln im Rohr mit der selben Geschwindigkeit v die im Rohrabschnitt umgelenkt werden muß.

Mickey_D_Blue · Anmeldungsdatum: 17.11.2011 Beiträge: 77

Also jetzt mal ganz ehrlich . . .

Zwar erst einmal Danke für die Hilfe, aber man kann's auch wirklich schwierig machen . . . -.-
Ich hab mir jetzt mal 'n paar Aufzeichnungen eines Komilitonen von mir zuschicken lassen.

Ne einfach Rechnung tut's manchmal mehr, als all das Gebrabbel.

Trotzdem danke

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414