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Forum "Physik" - Problem Schwerkraft
Problem Schwerkraft < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Problem Schwerkraft: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:00 Mo 09.05.2005
Autor: Maiko

Hallo!

Ich habe mal eine Frage, die mich schon seit längeren "bewegt".
Beim Rechnen von bestimmten Physikaufgaben versuche ich stets in einer gewissen Tiefe oder Lage den Schweredruck des Wassers = rho*g*h
zu berücksichtigen.
Oft merke ich aber, dass dies in der Musterlösung nie getan wurde.

Hier habe ich mal ein paar Beispielaufgaben, in welchen ich den Schweredruck berücksichtigte. Dies war aber nicht verlangt.

[]1.Aufgabe

Warum lautet die Bernoullische Gleichung auf der rechten Seite nicht folgendermaßen:

pa + rho*g*h0 = pa + rho*g*h0 + [mm] rho/2*v2^2 [/mm]

rechte Seite:
Meiner Meinung nach ergibt sich der Druck an Stelle 2 durch den Luftdruck, der an der Öffnung des Rohres wirkt und den Schweredruck.
Außerdem kommt natürlich die "kinetische Energie" hinzu.

Im Buch wurde da der Schweredruck weggelassen.
Könnte mir mal bitte jmd. erklären, warum das gemacht wurde?


[]2.Aufgabe

Auch hier hätte ich schon bei Aufgabenteil a den Schweredruck in der Tiefe mit berücksichtigt. Meine Bernoullische Gleichung hätte so gelautet:
pa + rho*g*h = pa + [mm] rho/2*v^2 [/mm] + rho*g*h

Sicher merkt man, sobald man v berechnen will, dass hier irgendetwas nicht stimmt, da sich ja alles rauskürzt. Trotzdem würde ich auch verstehen wollen, warum ich hier den Schweredruck außen vor lassen kann?

Das wäre wirklich eine große Hilfe.

        
Bezug
Problem Schwerkraft: Energiesatz
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:09 Di 10.05.2005
Autor: leduart

Hallo Maiko
Wie würdest du die Geschwindigkeit eins Steins nach einem Fall aus Höhe h berechnen? Nichts anderes tut die Bernoulli Gleichung :
Energie 1=Energie2 =const  (keine Reibung!) : mgh1 [mm] +m/2*v1^{2}=mgh2+m/2*v2^{2} [/mm]
mit h2=0 und v1=0 und durch Volumen dividiert ergibt sich (bei konstantem Luftdruck):
[mm] \rho*g*h=\bruch{1}{2}\rho*v^{2}. [/mm]
Was du betrachtest ist eine Art Kräftegleichgewicht, du denkst nicht an den Energiesatz sondern an eine statische Druckgleichung: Druck unten= Druck oben [mm] +\rho*g*h. [/mm]
Oder Druckunterschied [mm] =\rho*g*h. [/mm]
Also zusammenfassend: Die Bernoulligleichung ist der Energiesatz!
Gruss leduart

Bezug
                
Bezug
Problem Schwerkraft: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:38 Di 17.05.2005
Autor: Maiko

< Wie würdest du die Geschwindigkeit eins Steins nach einem Fall aus
< Höhe h berechnen? Nichts anderes tut die Bernoulli Gleichung :
< Energie 1=Energie2 =const  (keine Reibung!) : mgh1 $
< [mm] +m/2\cdot{}v1^{2}=mgh2+m/2\cdot{}v2^{2} [/mm] $
< mit h2=0 und v1=0 und durch Volumen dividiert ergibt sich (bei
< konstantem Luftdruck):
< $ [mm] \rho\cdot{}g\cdot{}h=\bruch{1}{2}\rho\cdot{}v^{2}. [/mm] $

Ok, das habe ich verstanden. Die Bernoullische Gleichung ist also nur der "Energiesatz fürs Wasser" ;-)

< Was du betrachtest ist eine Art Kräftegleichgewicht, du denkst nicht an
< den Energiesatz sondern an eine statische Druckgleichung: Druck unten=
< Druck oben $ [mm] +\rho\cdot{}g\cdot{}h. [/mm] $
< Oder Druckunterschied $ [mm] =\rho\cdot{}g\cdot{}h. [/mm] $

Also sehe ich das richtig, wenn ich den Schweredruck in Zukunft nur noch in Kräftegleichgewichte einbaue? In der Benoullischen Gleichung hat er nichts zu suchen?
------------------------------------------------------------------------------
Allerdings hätte ich da noch eine Frage zu dieser Aufgabe:

[Dateianhang nicht öffentlich]

Mich würde mal interessieren, wie du jetzt p1 und p2 definieren würdest? Die Drücke bestehen aus der Summe des Luftdruckes und ...???
Ich hatte gedacht, der zweite Summand wäre der Schweredruck gewesen. Allerdings hat der ja im Energiesatz nichts zu suchen.
Kannst du das erklären?? Das wäre klasse.

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
Bezug
                        
Bezug
Problem Schwerkraft: Energie und Druck
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:18 Mi 18.05.2005
Autor: leduart

Hallo
Wenn man die Energie durch ein Volumen teilt ergibt sich ein Druck. m*g*h/V=m*g/A oder [mm] m*g*\rho! [/mm]
Bernoulli ist ein ergebnis des Energiesatzes, nicht der Energiesatz selbst. und so sind deine Drucke die Schweredrucke an den verschiedenen Stellen.
Wars das?
Gruss leduart

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Bezug
Problem Schwerkraft: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:41 Mo 23.05.2005
Autor: Maiko

< Wenn man die Energie durch ein Volumen teilt ergibt sich ein Druck.
< m*g*h/V=m*g/A oder $ [mm] m\cdot{}g\cdot{}\rho! [/mm] $
< Bernoulli ist ein ergebnis des Energiesatzes, nicht der Energiesatz selbst.
< und so sind deine Drucke die Schweredrucke an den verschiedenen Stellen.

Ok, das ist eigentlich nachvollziehbar. Nur leider ergibt sich jetzt wieder die Frage für mich, warum ich die Schweredrücke dann in den Aufgaben meiner allerersten Frage vernachlässigen kann, wenn ich ihn hier berücksichtige?
Verstehst du, was ich meine?
Mir ist nicht klar, warum ich den Schweredruck hier benötige, aber in den ersten beiden Aufgaben vernachlässigen kann. Das ergibt für mich noch kein sinnvolles Bild.

Gibt es vielleicht einen Algorithmus oder kannst du mir einen Tipp geben, wie ich merke, wann die Schweredrücke zu berücksichtigen sind und wann nicht?

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Problem Schwerkraft: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:07 Mo 23.05.2005
Autor: Maiko

Ich glaube, hier gehört die Frage rein:

Nach erneuten Durchsehen der Aufgaben bin ich zu folgenden Schluss gekommen:
Du sagtest ja, dass die Bernoulli-Gleichung ein Ergebnis des Energiesatzes ist. In der Aufgabe eins und zwei (erste Frage) wollte ich ja jeweils den Schweredruck an Stellen anbringen, wo, wenn man ein Koordinatensystem in die Aufgabenskizze legen würde, y=0 wäre oder? Damit hätte man ja keine Höhenenergie (pot. Energie). Wenn man jetzt durch V teilt, kann man also an den betreffenden Stellen auch keinen Schweredruck erhalten, richtig?

In Aufgabe 1 müsste an Stelle (1) allerdings ein Schweredruck zu Buche stehen, da ja dort eine potentielle Energie vorhanden ist. Stimmt das?

Wenn ich meine Vorstellung jetzt auf die letzte Aufgabe beziehe, müsste ich davon ausgehen, dass der Aufgabensteller annimmt, dass das Koordinatensystem an der Wasseroberfläche y=0 ist, oder? Damit hätte ich in der Tiefe eine negative potentielle Energie und nach der Bernoulli-Gleichung Schweredruck. Ist das korrekt?

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Problem Schwerkraft: schon beantwortet
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:21 Mo 23.05.2005
Autor: leduart

Hallo
ist doch erledigt?
leduart

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Problem Schwerkraft: willkürliche Höhe 0
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:13 Mo 23.05.2005
Autor: leduart

Hallo Maiko
Ich glaub, ich hab deine Frage jetzt kapiert, drum ein Vergleich. Wenn ich auf einem Labortisch ein Experiment mache, rechne ich die Höhe des Labortisches als h=0. Wenn ich dasselbe Exper. auf dem Boden mache, rechne ich auf dem Boden h=o, der Labortisch hat dann die Höhe 0,9m.
Ein Experiment auf dem Tisch kann ich auf 2 Weisen rechnen: Ich hebe einen Stein 0,7m hoch und lasse ihn fallen. Welche Geschw. hat er , wenn er in Tischhöhe ankommt.
2 Ansätze: a) Tisch als Bezug. Energie am Anfang m*g*h=m*g*0,7m Energie am Ende [mm] \bruch{m}{2}v^{2}. [/mm] Energiesatz: [mm] mg*0,7m=\bruch{m}{2}v^{2}==> g*0,7=\bruch{1}{2}v^{2} [/mm]
das letzte ist nicht mehr direkt der Energiesatz.
b) Boden =0 :Energie am Anfang:m*g*h=m*g*(0,9+0,7)m=mg*1,6m Energie am Ende:
[mm] \bruch{m}{2}v^{2}+mg*0,7m. [/mm] Energiesatz [mm] :mg*1,6m=\bruch{m}{2}v^{2}+mg*0,7m. [/mm]
das entspricht deiner Gleichung, wo links und rechts [mm] \rho*h*g [/mm] steht. jetzt zieh ich auf beiden Seiten wieder mg*0,7 ab, und hurra! v ist natürlich dasselbe.
kurz gesagt, potentielle Energie setzt man immer irgendwo willkürlich =0, so wie die Höhe 0 willkürlich ist.
OK? war das deine Frage? Deine Gl. in der ersten Frage ist die Gl. in der Literatur, wenn du links und rechts dasselbe abziehst. Wenn es dir Spass macht kannst du auch sonst noch links und rechts ein paar gleiche Energien dazuzählen, z, Bsp die Wärmeenergie des Wassers in Bezug auf 0°K, oder die chemische Energie, oder die Energie [mm] mc^{2} [/mm]  usw. dieselben Energien links und rechts ändern an der Bilanz nichts.
Gruss leduart


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Bezug
Problem Schwerkraft: Verweis
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:21 Mo 23.05.2005
Autor: Maiko

Hey leduart. Danke erstmal für deine schnellen Antworten.
Ich würde dich aber nochmal auf die zuletzt gestellte Frage verweisen wollen, zumindest auf den dritten und vierten Absatz.

Dort habe ich noch zwei konkrete Fragen gestellt. Vielleicht kannst du sie dir ja mal anschauen?

Bezug
                                                        
Bezug
Problem Schwerkraft: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:50 So 29.05.2005
Autor: Maiko

Hey leduart. Danke erstmal für deine schnellen Antworten.
Ich würde dich aber nochmal auf die zuletzt gestellte Frage verweisen wollen, zumindest auf den dritten und vierten Absatz.

Dort habe ich noch zwei konkrete Fragen gestellt. Vielleicht kannst du sie dir ja mal anschauen?

Bezug
                                                                
Bezug
Problem Schwerkraft: Aufgabe?
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:32 So 29.05.2005
Autor: leduart

Hallo
>  Ich würde dich aber nochmal auf die zuletzt gestellte
> Frage verweisen wollen, zumindest auf den dritten und
> vierten Absatz.
>  
> Dort habe ich noch zwei konkrete Fragen gestellt.
> Vielleicht kannst du sie dir ja mal anschauen?  

Ich hab die Fragen angesehen, die Aufgaben kann ich nicht mehr finden, post sie bitte direkt.
Ich dachte ich wär damals drauf eingegangen, kanns aber mangels Aufgabe nicht mehr nachvollziehen
Gruss leduart

Bezug
                                                                        
Bezug
Problem Schwerkraft: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:14 Mo 30.05.2005
Autor: Maiko

Ok Leduart. Ich habe die Aufgaben nochmal auf meinen Server geladen.
Scheinbar hatte ich sie dort schon gelöscht. Vielleicht kannst du dir das ganze ja nochmal anschauen?

Bezug
                                                                                
Bezug
Problem Schwerkraft: Druck
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:44 Mo 30.05.2005
Autor: leduart

Hallo
ja in 1) ist bei (1) der Schweredruck für h0-h1 einzusetzen bei 2) ist h=0 ja deutlich angezeigt, also Druck bei A wieder der Schweredruck in Tiefe h. Wars das?
Gruss leduart

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