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Physik2018
Anmeldungsdatum: 27.05.2018
Beiträge: 35
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 Physik2018 Verfasst am: 28. Mai 2018 18:13 Titel: Corioleskraft für einen nordwärts-fließenden Fluss |
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Meine Frage
Ich sitze gerade an einer Aufgabe, die ich Internet gefunden habe, um mich auf meine Physik-Klausur vorzubereiten. Die Aufgabe kommt aus der theoretischen Physik und lautet:
Zeigen Sie: Am linken Ufer eines Flusses der Breite  , der mit der Geschwindigkeit  nordwärts fließt, steht das Wasser um  niedriger als am rechten Ufer. Dabei ist  die Winkelgeschwindigkeit der Erde und  die geographische Breite.
Hinweis: Eine Flüssigkeitsoberfläche stellt sich immer senkrecht zu der auf sie wirkenden Gesamtkraft ein.
Meine Ideen
Ich brauche ja offensichtlich die Corioleskraft  mit ) . Der Betrag davon ist
)) .
Um zu dem Höhenunterschied zu kommen, muss ich eine Differenz betrachten, doch aus welchen Formeln bestehen die einzelnen Bestandteile der Differenz?
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5862
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| Myon Verfasst am: 28. Mai 2018 19:32 Titel: Re: Corioleskraft für einen nordwärts-fließenden Fluss |
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| Physik2018 hat Folgendes geschrieben: |
Ich brauche ja offensichtlich die Corioleskraft mit . Der Betrag davon ist
. |
Damit hast Du es doch schon fast. Zeichne mal eine Skizze der Flussoberfläche und die Kräfte, die auf ein Flüssigkeitsteilchen an der Oberfläche links wirken. Dann siehst Du, dass gilt (ähnliche Dreiecke)
Der Winkel zwischen  und  ist gleich der geographischen Breite  .
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Physik2018
Anmeldungsdatum: 27.05.2018
Beiträge: 35
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| Physik2018 Verfasst am: 28. Mai 2018 20:27 Titel: |
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Relevant für die Zeichnung ist doch nur die Gravitationsktaft und die Corioleskraft. Kannst du eine Zeichnung hochladen?
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5862
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| Myon Verfasst am: 28. Mai 2018 21:07 Titel: |
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Heute bin ich aber gutmütig:)
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
4.14 KB |
| Angeschaut: |
2265 mal |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 30. Mai 2018 13:16 Titel: |
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Theoretisch interessant, aber praktisch?
Wenn das Wasser am linken und rechten Ufer eines Flusses verschieden hoch steht, müsste es in einem Rohr fließen, dass ich bezogen auf den Untergrund fest montiere.
Also könnte ich mit der Fließgeschwindigkeit im Rohr Energie erzeugen. Reicht das zum Leuchten einer LED oder sind das ganz andere Größenordnungen?
Nehmen wir mal den Rhein bei Worms, der fließt nach Norden mit einer Geschwindigkeit, bei der ein Fußgänger Mühe hat, mitzuhalten.
| Zitat: | | Die mittlere jährliche Durchflußmenge am Pegel Worms beträgt 1463 m³/s. |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5785
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 30. Mai 2018 13:37 Titel: |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Also könnte ich mit der Fließgeschwindigkeit im Rohr Energie erzeugen. |
Wieso sollte man mit diesem Effekt Energie erzeugen können? Ob Rohr oder nicht, das macht keinen Sinn.
Wenn Du Energie mit fließendem Wasser erzeugen willst, schau Dir lieber mal an, was es so für Wasserkraftwerke gibt!
Gruß
Marco
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 30. Mai 2018 13:54 Titel: |
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Hallo Marco,
| as_string hat Folgendes geschrieben: | | Ob Rohr oder nicht, das macht keinen Sinn. |
Für mich ist auch die Ausgangsfrage vollkommen sinnfrei. Ist doch nur ein Gedankenspiel, das man berechnen kann.
Oder kennst du eine praktische Anwendung des unterschiedlichen Wasserstandes am linken und rechten Ufer? Findet man da Gold so wie in Flußschleifen? Oder muss man die Deiche auf einer Seite kräftiger/höher bauen?
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 30. Mai 2018 14:48 Titel: |
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Die Frage ist nur was oben und unten ist, was ist höher und tiefer.
Wenn du eine Flasche teilweise mit wasser befüllst und stellst sie auf den Boden und legst dich per seitenlage dazu. so steht der Boden aufeinmal senkrecht und der Wasserstand ist senkrecht obwohl er genug platz hätte sich waagrecht auszubreiten.
Warum kann man damit jetzt keine Energie verwerten?
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WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 30. Mai 2018 15:31 Titel: |
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Ich nehme mal ein anderes Flaschen-Beispiel. Ich befülle eine Flasche halb mit Wasser und versetze das Wasser durch Schaukeln in eine kreisförmige Bewegung. Das bewegte Wasser "steht" nun in der Mittelsenkrechten der Flasche tiefer als am Rand.
Wenn ich nun ein Rohr (Trinkhalm) stationär horizontal in der Flasche anbringe, so dass das eine Ende in die Wasser-Kuhle und das andere am Rand mündet, sollte doch Wasser vom Rand in die Kuhle fließen, denn das Wasser im Rohr nimmt nicht teil an der Kreis-Bewegung.
Und im ursprünglichen Beispiel nimmt das Wasser im Rohr im Fluss nicht teil an der Strömung und hat keine Veranlassung, der Corioliskraft zu folgen. Bzw. diese Kraft gibt es nicht im Wasser im Rohr. Auch nicht, wenn ich mich in die Seitenlage lege.
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Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 30. Mai 2018 17:41 Titel: |
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Ja dann müsste das Wasser durch das Rohr fließen, wenn sich das Rohr nicht mitbewegt.
ich denke in der Mitte nach oben sprudeln und vorn dort wieder zum Rand.
Die Randwassersäule müsste sinken,
und wenn man damit Energie erzeugen würde müsste sich die Rotationsgeschwindigkeit des Wassers verlangsamen .
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 30. Mai 2018 23:00 Titel: |
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| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | ich denke in der Mitte nach oben sprudeln und vorn dort wieder zum Rand. |
Warum nach oben? Das Wasser folgt der Schwerkraft von der erhöhten Wasseroberfläche am Rand durchs horizontale Rohr nach unten.
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 31. Mai 2018 00:40 Titel: |
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| Zitat: | Warum nach oben? Das Wasser folgt der Schwerkraft von der erhöhten Wasseroberfläche am Rand durchs horizontale Rohr nach unten
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Du hast gesagt das Rohr geht vom rand in die Mitte in die Mulde,
wenn das Wasser vom Rand in die Mitte fließt, muß das Wasser ja anschließen wohin oder es löst sich ja nicht in Luft auf. Müsste ja ab der Mitte wo hochgehen, muß ein Kreislauf sein, es kann sich schlecht das ganze Wasser unten sammeln wenn der Platz immer der gleiche ist.
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 31. Mai 2018 15:25 Titel: |
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| VeryApe hat Folgendes geschrieben: | | wenn das Wasser vom Rand in die Mitte fließt, muß das Wasser ja anschließen wohin |
Ja, du hast Recht. Es fällt nach unten in die Mulde und wird Bestandteil des Strudels. Wird dann wieder an den Rand der Flasche nach oben befördert.
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