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Lösung zu Aufgabe 2 Hierbei handelt es sich um ein statisches Problem (die Geschwindigkeiten in den Schenkeln ist jeweils Null – d. h. keine dynamischen Drucke). Die BERNOULLI-Gleichung reduziert sich auf die folgende Gestalt. p 1 Fl gh 1 p 2 H2O gh 2 Zusätzlich sind hier noch die beiden statischen Drucke gleich. p 1 p 2 p Die Höhen werden von einem definierten Nullniveau aus gemessen (geschickterweise wird die Oberfläche der Wassersäule des linken Schenkels gewählt). p g ( 2l d) p H Og (2l) Fl 2 Hieraus folgt für die Dichte der eingefüllten Flüssigkeit Fl Hgg (2l ) 2 g (2l d) H O 2 l 2l d 2 1,0 gcm 3 5 cm 10 cm 3 cm 0,77 gcm 3 © 2004 Günther Kurz · Alle Rechte vorbehalten · Nur zur privaten Nutzung · Öffentliche und kommerzielle Verwendung und Verbreitung sowie Vervielfältigung nur nach Rücksprache mit dem Autor Grundkurs Physik - 6 - Aufgaben und Lösungen – Strömungslehre KURZ Günther
Lösung zu Aufgabe 3 Die Auftriebskraft ist nach ARCHIMEDES gleich der Gewichtskraft des verdrängten Flüssigkeitsvolumens. Der Durchmesser der Kugeln ist 2 r 5 10 m . d 10 1 m und somit ist der Radius der Kugeln Das Volumen der Kugeln ist somit V Ku 4 3 4 r 3 5,24 10 Die Kugeln sind vollständig eingetaucht, d. h. das volle Kugelvolumen wird an Wasser verdrängt. (a), (c) Die Auftriebskraft ist somit für die Holzkugel dieselbe wie die für die Stahlkugel F A, Holz FA,Stahl H 2O VKu g mH2O,verdr 5,14 N Diese wirkt nach oben (der Gewichtskraft entgegen und wird somit mit einem Minus versehen). F A, Holz FA,Stahl H 2O VKu g mH2O,verdr 5,14 N (b) Die resultierende Kraft ist die vektorielle Summe aus Gewichtskraft und Auftriebskraft, da diese jedoch in entgegengesetzte Richtungen wirken, kann man auf die reinen Beträge zugreifen und bildet die Differenz aus dem Betrag der Gewichtskraft und dem Betrag der Auftriebskraft. F F F g res, Holz G,Holz A,Holz Holz Ku H2O Ku 2 V V m 3 g ( Holz H O ) VKug 1,03 N Das Minuszeichen zeigt an, dass die Holzkugel eine Resultierende nach oben erfährt. (d) Die resultierende Kraft ist die vektorielle Summe aus Gewichtskraft und Auftriebskraft, da diese jedoch in entgegengesetzte Richtungen wirken, kann man auf die reinen Beträge zugreifen und bildet die Differenz aus dem Betrag der Gewichtskraft und dem Betrag der Auftriebskraft. F F F g res, Stahl G,Stahl A,Stahl Stahl Ku H2O Ku 2 V V g ( Stahl H O ) VKug 35,2 N Das Pluszeichen zeigt an, dass die Stahlkugel eine Resultierende nach unten erfährt. Ist die Kugel nur zu einem Bruchteil eingetaucht, so erfährt sie nur denselben Bruchteil an Auftriebskraft. © 2004 Günther Kurz · Alle Rechte vorbehalten · Nur zur privaten Nutzung · Öffentliche und kommerzielle Verwendung und Verbreitung sowie Vervielfältigung nur nach Rücksprache mit dem Autor Grundkurs Physik - 7 - Aufgaben und Lösungen – Strömungslehre KURZ Günther
Seite 2 und 3: Aufgabe 1 In einem Differenzdruckma
Seite 4 und 5: Aufgabe 10 Ein Lastwagen (Masse m
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Seite 10 und 11: Lösung zu Aufgabe 6 Es seien an de
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Seite 14 und 15: Lösung zu Aufgabe 9 Die kritische
Seite 16: Lösung zu Aufgabe 11 Das STOKESsch

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