Aufgabe: Warum ist das nicht das erste echte Perpetuum mobile der welt https://www.hwcv.org/empty-page
Problem
wenn man ein echtes Pm zum ersten mal in seinem leben sieht, dann trauen die leute ihren augen nicht mehr
Text erkannt:
I.
Quelle:
P.A. Tipler, G. Mosca: "Physik für Wissenschaftler und Ingenieure", Springer, 2015 Wolfgang Demtröder: "Experimentalphysik. Band 1: Mechanik und Wärme", Springer \( \mathrm{V}=\mathrm{F} / \mathrm{U} \) (Benetzungskraft \( \mathrm{F} \) vom Meniskusgewicht pro benetztem Umfang \( \mathrm{U} \) ) \( \mathrm{F}=\mathrm{V}^{\star} \mathrm{U} \) (Benetzungskaft \( \mathrm{F} \), Meniskusgewicht \( \mathrm{W} \) ) \( W=V^{*} U / g \) (g Fallbeschleunigung \( 9.81 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2} \) ) \( V=V^{\star} 2 \pi r /\left(g^{\star} \rho\right) \quad\left(\rho\right. \) Dichte; bei Wasser \( \sim 1 \) bzw. \( \left.1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\right) \)
Für einen \( 2 \mathrm{~mm} \mathrm{Stab}(\mathrm{r}=1 \mathrm{~mm}): \mathrm{V}=0.072 * 2 \pi^{*} 0.0005 /(9.81 \) * 1000\( ) \approx 2.3 \mathrm{E}-8 \mathrm{~m}^{3}=46 \mathrm{~mm}^{3} \) (Mikroliter)
II.
Quelle:
(deGennes, „Caplillarity and Wetting Phenomena“ (Springer (2002)), S.48) für die Meniskushöhe h: \( h \approx r \ln (2 \mathrm{~K}-1 / \mathrm{r}) \)
mit \( r=1 \mathrm{~mm} \) (Radius, à2mm Stab) gegenüber Wasser \( \mathrm{V}=72 \mathrm{mN} / \mathrm{m}, K-1=2.7 \mathrm{~mm} \), (Kapillarlänge K-1 = \( \sqrt{ }(\mathrm{V} /(\mathrm{g} \rho)) \) : für Wasser beträgt der Wert 2.7mm))
\( h \approx r \ln (2 \mathrm{~K}-1 / \mathrm{r})=0.001^{*} \ln \left(2^{*} 2.7\right)=1.7 \mathrm{~mm} \)
\( \Rightarrow \) Der sich um den vollständig benetzten Holzstab befindliche Meniskus (M) hat ein Volumen von \( 46 \mathrm{~mm}^{3} \) und eine Steighöhe (S) von 1,7 mm.
III.
Quelle:
P.A. Tipler, G. Mosca: "Physik für Wissenschaftler und Ingenieure", Springer, 2015
\( 46 \mathrm{~mm}^{3} \) in liter \( \rightarrow 4.6^{*} 10^{\wedge}-51 \rightarrow 0.000041 \)
1l water in \( \mathrm{kg} \rightarrow 0.997048 \mathrm{~kg} \)
\( 0.997048 \times 0.00004>0.00003988192 \mathrm{~kg} \)
force \( 1 \mathrm{~kg} \rightarrow 9.807 \mathrm{~N} \rightarrow 9.807 \times 0.00003988192 \rightarrow 0.00039112198944 \)
oder \( 3.9112198944 * 10^{\wedge}-4 \mathrm{~N} \)
\( \Rightarrow \) Auf das Wasser in dem Meniskus wirkt eine Kraft von \( F=3.9 \times 10^{\wedge}-4 \mathrm{~N} \) ein. Diese Kraft muss folglich aufgewendet werden um das Gewicht des Meniskus nach oben zu ziehen.
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