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Reibung bei viskoser Flüssigkeit
 
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Jan2000
Gast





Beitrag Jan2000 Verfasst am: 12. Jan 2021 15:05    Titel: Reibung bei viskoser Flüssigkeit Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo, habe ein Problem mit dieser Aufgabe. Irgendwie fehlt immer eine Größe. Hoffe das ihr mir helfen könnt :)

Berechnen Sie die Zeit, die eine CO2 Blase in Cola benötigt, um vom Boden eines
Glases 15 cm bis nach oben aufzusteigen. Gehen Sie von folgenden Annahmen aus:
konstanter Blasendurchmesser von 1 mm, Dichte von CO2: 2,0 kg*m^-3,
Cola: 120588 = 1,1*10^3 kg*m^-3; 120578 = 1,8 mPa*s;
Tipp: Reibung nicht vernachlässigen!

Meine Ideen:
Ich dachte das man vielleicht das Gesetz von Haagen-Poiseuille verwenden muss, aber irgendwie fehlt immer etwas.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 12. Jan 2021 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Hagen-Poiseuille gilt nur für Rohrströmungen. Hier benötigst du das Gesetz von Stokes:

https://de.wikipedia.org/wiki/Gesetz_von_Stokes

Durch die Reibung nähert sich die Steiggeschwindigkeit asymptotisch einer stationären Grenzgeschwindigkeit an, bei sich Reibungskraft, Auftriebskraft und Gewichtskraft kompensieren. Als Näherung ist es aber sicher vertretbar anzunehmen, dass dieses Gleichgewicht von Anfang an gilt.

Viele Grüße,
Nils
Jan2000
Gast





Beitrag Jan2000 Verfasst am: 12. Jan 2021 17:00    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die Antwort Augenzwinkern

Aber wie spielen die angegeben Dichten dort mit hinein ? Die Zeit werde ich da durch v = s/t bekommen aber trotzdem habe ich ja noch die Kraft die auch unbekannt ist ?
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 12. Jan 2021 17:34    Titel: Antworten mit Zitat

Jan2000 hat Folgendes geschrieben:
Danke für die Antwort Augenzwinkern

Aber wie spielen die angegeben Dichten dort mit hinein ? Die Zeit werde ich da durch v = s/t bekommen aber trotzdem habe ich ja noch die Kraft die auch unbekannt ist ?


Die Dichte des Colas brauchst du für die Auftriebskraft und die Dichte von CO2 für die Gewichtskraft. Mit den Angaben kannst du alle in Frage kommenden Kräfte berechnen.

Viele Grüße,
Nils
Jan2000
Gast





Beitrag Jan2000 Verfasst am: 12. Jan 2021 17:51    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für deine Antwort;)

Irgendwie steh ich auf dem Schlauch smile

Also ich habe:

Fg = Dichte(CO2)*V*g
Fa = Dichte(Cola)*V*g

Das Volumen ist doch nicht relevant solange ich bei beiden das gleiche nehme oder?
Wenn ich Fg und Fa berechnet habe wie gehe ich dann weiter vor? Ich brauche ja Fr?
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 12. Jan 2021 18:00    Titel: Antworten mit Zitat

Die Reibungskraft FR ist die Stokessche Reibung (siehe Link in meinem ersten Posting). Im stationären Grenzfall heben sich die angreifenden Kräfte auf. Es gilt also:



Viele Grüße,
Nils
Jan2000
Gast





Beitrag Jan2000 Verfasst am: 12. Jan 2021 22:19    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für deine Antwort Augenzwinkern

Leider bekomme ich als Lösung immer 2,35e^-9 heraus. Es soll aber ca. 0,5s heraus kommen.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 12. Jan 2021 23:41    Titel: Antworten mit Zitat

Wie sieht denn dein Ansatz aus?
Jan2000
Gast





Beitrag Jan2000 Verfasst am: 13. Jan 2021 09:33    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen, vielen Dank für deine Hilfe Augenzwinkern ich habe es doch geschafft.
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