Physikaufgabe: Ausströmgeschwindigkeit und Ausströmweite?
Hallo liebe Community!
Ich habe in wenigen Tagen eine wichtige Klausur und hab in den Altbeispielen folgende Aufgabe entdeckt:
Ich vermute, dass ich diese Aufgabe (Punkt a)) über den Druck in der Höhe b berechnen muss, stimmt das? Und wie komme ich dann vom Druck auf die Geschwindigkeit?
Vielen lieben Dank!!
3 Antworten
Dann ist ja noch gefragt, wie weit das geht. Das kannst du als waagerechten Wurf betrachten, also gilt:
Dabei ist v0 (bei der Aufgabe ist v0 = v) deine Anfangsgeschwindigkeit, h0 die Höhe und g ist das Gleiche wie oben.
Für die Ausflussgeschwindigkeit gibt es eine kleine Formel:
Dabei ist g=9,81m/s² (Erdfallbeschleunigung) und h die Höhe (über dem Loch).
Druckenergie=kinetische Energie
Edruck=Ekin
p*V=1/2*m*v² hier V=Volumen
1) p=roh*g*h
2) m=roh*V
roh=1000 kg/m³ Dichte des Wassers
roh*g*h*V=1/2*roh*V*v²
g*h=v²/2
v²=2*g*h
Betrag v=Wurzel(2*g*h)
h=Höhe vom Wasserspiegel bis zur Mitte der Ausflußöffnung
g=9,81 m/s²
Fallzeiten aus dem freien Fall ermitteln
1) a=g=negativ
2) V(t)=-g*t+Vo
3) S(t)=-1/2*t²+Vo*t+So
bei dir Vo=0 keine Anfangsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t=0
So=h ist die Fallhöhe vom Mittelpunkt der Ausströmöffnung bis zum Boden.
bleibt
1) a=g=negativ
2) V(t)=-g*t
3) S(t)=-1/2*t²+h
Fallzeit S(t)=0=-1/2*g*t²+h
Betrag t=Wurzel(2*h/g)
b)
Bewegung in x-Richtung
sx=vx*t=v*t=Wurzel(2*g*h1)*Wurzel(2*hb/g)
h1=Höhe von der Wasseroberfläche bis zur Mitte der Ausflußöffnung
hb=Höhe über den Boden,von der Mitte der Ausflußöffnung bis zum Boden