Kugelviskosimeter - Reibungskraft - Stoke

GiantClaw · Gast

Meine Frage:
Hi Leute! Ich muss folgendes Problem lösen:

Eine Kugel mit Durchmesser 1 cm und der Dichte 7 g/cm3 fällt in einem Zylinder, gefüllt mit einer Flüssigkeit, mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/s. Wie groß ist die Zähigkeit der Flüssigkeit?

Meine Ideen:
In meinem Physikskript gibt es da leider keine Gleichung dafür, aber nach kurzer Recherche denke ich, bin ich der Lösung schon sehr nahe. Das Gesetz von Stokes sollte mir dabei helfen.

(n = Viskosität. Ich finde kein Eta in dem Formeleditor)

Um mir hiermit die Viskosität zu berechnen fehlt mir allerdings die Reibungskraft. Also nochmals gegoogelt und auf Wikipedia fündig geworden. Stokes Gleichung:

nun fehlt mir hier aber

, also die Dichte der Flüssigkeit. Ich hoffe von euch kann mir jemand helfen.
Vielen Dank schonmal!
Steff

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8576

Die Dichte der Flüssigkeit, die benutzt wurde, musst Du kennen, ohne geht es nicht.

GiantClaw · Gast

Erstmal danke für die Antwort...das war echt schnell! Habe die Angabe 1:1 abgeschrieben, also muss wohl der Prof. einen Fehler gemacht haben. Ganz sicher, dass da kein Weg drum rum führt?
Beste Grüße

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8576

Soweit ich sehen kann, führt da kein Weg drum rum. Im allgemeinen gibt es keinen Zusammenhang zwischen Dichte und Viskosität. Ich nehme an es ist nicht gegeben um welche Flüssigkeit es sich handelt, damit man die Dichte nachschlagen kann?

GiantClaw · Gast

Nein, leider ist die Flüssigkeit auch nicht gegeben. Und selbst dann könnte ich ohne gegeben Temperatur die Dichte nicht nachschlagen. Naja, halb so wild, solang es nicht an mir liegt. Danke für deine Hilfe und gute Nacht!
Steff

GiantClaw · Gast

Noch eine Idee: Kann ich die Auftriebskraft vernachlässigen und die Reibungskraft mit der Gewichtskraft gleichsetzen?

Bis morgen! Lg

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8576

Wenn die Dichte der Flüssigkeit viel kleiner ist als die der Kugel schon. Wenn ich mich nicht verrechnet hab, kommt dann eine ziemlich grosse Viskosität raus. Das würde auch dazu passen, dass die Stahlkugel (nehm ich mal an wegen der Dichte), so langsam fällt.

GiantClaw · Gast

Ok, ich kann meinen eigenen Geistesblitz von gestern Nacht nicht mehr so ganz nachvollziehen haha. Wenn ich Die Reibungskraft mit mit F=m*a gleichsetze, was nehm ich dann für eine Beschleunigung? Immerhin scheint die Kugel sich ja gleichförmig zu bewegen?

Lg
Steff

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8576

GiantClaw · Gast

Heißt also ich mach Reibungskraft = m . g
Dadurch ist die Bewegung dann nicht mehr beschleunigt, weil sich die aufheben. Hab ich das so richtig verstanden? Haha...ich komm mir ziemlich dumm vor.

Lg

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Hi !

Die stationäre Sinkgeschw.

ist gegeben und nicht gesucht !

Zu bestimmen ist die (dynamische) Viskosität

unter den gegebenen (aber nicht näher spezifizierten) Versuchsbedingungen (wie z.B. Temperatur).
(also insoweit ein 'Prof.-Mangel') Big Laugh

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8576

GiantClaw · Gast

So, jetzt bin ich endlich dazu gekommen, das auszuprobieren.

Ich habe erstens in Stokes Gleichung die Dichte der Flüssigkeit gleich Null gesetzt und dabei eine Viskosität von 0,5142... kg/(m s) erhalten.

Laut Wiki ist

. Also habe ich zur Überprüfung hier einfar

Null gesetzt. Dabei kommt eine Viskosität von 19,444... kg/(m s) raus. Ich werd nicht schlau daraus. Sollte das nicht das selbe bewirken?

Vielen Dank, dass du bisher so viel Geduld mit mir gehabt hast.

Beste Grüße
Steff

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8576

Das zweite sieht gut aus... vermutlich hast Du Dich beim ersten irgendwo vertan.

GiantClaw · Gast

Ach, ja...die Formel nicht richtig umgestellt. Jetzt komm ich bei beiden auf das Selbe. Also nochmals vielen Dank. Jetzt macht alles wieder Sinn. Schönen Abend noch!