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Aufgabe:

In einem zylindrischen Glas (Durchmesser 10 cm) befindet sich eine Flüssigkeit. Sie drehen das Glas mit einer Winkelgeschwindigkeit von ω = 5/s. Die Flüssigkeit steigt auf eine Höhe
von 8 cm am Rand des Glases.
a) Wie hoch ist der Wasserstand über dem Boden?
b) Wie viel Flüssigkeit befindet sich insgesamt im Gefäß?


Problem/Ansatz:

für b habe ich den Ansatz, dass ich einfach das Volumen des Zylinders berechne jedoch bin ich mir nicht sicher , da für diese Formel die Höhe des Wasserstandes brauche, muss ich diese ja erst in a berechnen oder?

Jedoch habe ich nicht wirklich eine Idee, wie ich Aufgabe a lösen kann. Irgendwie habe ich das Gefühl, dass ich mit der Zentrifugalkraft und der Gewichtskraft arbeiten muss, um die Schnittparabel aufstellen zu können, da wir hier ja ein hydrodynamisches Phänomen haben. Aber kann mir jemand helfen wie ich das damit richtig löse oder irgendwie anders lösen kann?

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Irgendwie habe ich das Gefühl, dass ich mit der Zentrifugalkraft und der Gewichtskraft arbeiten muss, um die Schnittparabel aufstellen zu können, da wir hier ja ein hydrodynamisches Phänomen haben.

Dein Gefühl führt zu dem richtigen Lösungsansatz:

Siehe https://www.leifiphysik.de/mechanik/kreisbewegung/versuche/rotierendes-wassergefaess

Hast du hier den Original-Aufgabentext vollständig wiedergegeben und gehört zu der Aufgabe vielleicht auch ein Bild, das du uns vorenthältst?

Zuerst würde ich das Flüssigkeitsvolumen ausrechnen (b), d.h. die Differenz zwischen Zylindervolumen, das sich für eine Höhe von 8cm ergibt und dem Paraboloid-Volumen.

Über das Flüssigkeitsvolumen solltest du die Wasserstandshöhe mit h = V / (r2 * π)  ausrechnen können (a).

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ja der Aufgabentext ist vollständig, aber ein Bild gab es dazu nicht

Danke für deine Rückmeldung. Bist du schon zu einem Ergebnis gekommen? Vielleicht hilft dir ansonsten meine ergänzte Antwort.

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