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Größen zur Beschreibung von Strömungen
- Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).
- Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).
Kontinuitätsgleichungen
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
BERNOULLI-Gleichung
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
Geschwindigkeit am Gartenschlauch
Ein Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…
Zur AufgabeEin Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…
Zur AufgabeHebebühne in der Autowerkstatt
CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen HebebühneDie hydraulische Hebebühne ist ein…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen HebebühneDie hydraulische Hebebühne ist ein…
Zur AufgabeWasserturm und Wasserdruck
CC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat eine…
Zur AufgabeCC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat eine…
Zur AufgabeDruck an der Staumauer
CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungHinweis: Nur für Lernende lösbar, die integrieren…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungHinweis: Nur für Lernende lösbar, die integrieren…
Zur AufgabeGeschwindigkeitsmessung mit dem VENTURI-Rohr
CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 VENTURI-Rohr zur GeschwindigkeitsmessungMit einem VENTURI-Rohr mit den…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 VENTURI-Rohr zur GeschwindigkeitsmessungMit einem VENTURI-Rohr mit den…
Zur AufgabeGeschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-Rohr
CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Geschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-RohrMit einem PRANDTL-Rohr wird eine…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Geschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-RohrMit einem PRANDTL-Rohr wird eine…
Zur AufgabeGrößen zur Beschreibung einer Kreisbewegung
- Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
- Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
- Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
- Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
- Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
- Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
- Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
- Es gilt \(s = \varphi \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi = \frac{s}{r}\)
- Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
- Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
- Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
- Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
- Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
- Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
- Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
- Es gilt \(s = \varphi \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi = \frac{s}{r}\)
Umlaufdauer und Rotationsfrequenz am Hochrad
Ein Hochrad wie in Abb. 1 hat zwei Räder mit unterschiedlichen Durchmessern. Das große Vorderrad hat meist einen Durchmesser…
Zur AufgabeEin Hochrad wie in Abb. 1 hat zwei Räder mit unterschiedlichen Durchmessern. Das große Vorderrad hat meist einen Durchmesser…
Zur AufgabeAutotür
Gefährlich kann es werden, wenn man beim Autofahren merkt, dass eine Tür nicht richtig geschlossen ist und dann versucht diese nochmal während der…
Zur AufgabeGefährlich kann es werden, wenn man beim Autofahren merkt, dass eine Tür nicht richtig geschlossen ist und dann versucht diese nochmal während der…
Zur AufgabeModell einer Loopingbahn (Simulation)
Diese Simulation zeigt einen einfachen Modellversuch zur Looping-Achterbahn. Um allzu komplizierte Berechnungen zu vermeiden, wird eine Kreisform…
Zum DownloadDiese Simulation zeigt einen einfachen Modellversuch zur Looping-Achterbahn. Um allzu komplizierte Berechnungen zu vermeiden, wird eine Kreisform…
Zum DownloadMilchbar (CK-12-Simulation)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von https://www.ck12.org. https://www.ck12.org Lizenz:…
Zum DownloadDie Simulation wird zur Verfügung gestellt von https://www.ck12.org. https://www.ck12.org Lizenz:…
Zum DownloadSinken, Schweben, Steigen, Schwimmen
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
DOPPLER-Effekt bei bewegtem Empfänger - Formelumstellung
Rechne in den folgenden Aufgaben mit der Schallgeschwindigkeit \(340\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\). …
Zur AufgabeRechne in den folgenden Aufgaben mit der Schallgeschwindigkeit \(340\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\). …
Zur AufgabeDOPPLER-Effekt bei bewegtem Sender - Formelumstellung
Rechne in den folgenden Aufgaben mit der Schallgeschwindigkeit \(340\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\). …
Zur AufgabeRechne in den folgenden Aufgaben mit der Schallgeschwindigkeit \(340\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\). …
Zur AufgabeKlingelnder Radfahrer
Ein Radfahrer fährt mit einer Geschwindigkeit von \(6{,}0\,\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\) klingelnd unmittelbar an einem ruhenden Passanten vorbei. Bei…
Zur AufgabeEin Radfahrer fährt mit einer Geschwindigkeit von \(6{,}0\,\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\) klingelnd unmittelbar an einem ruhenden Passanten vorbei. Bei…
Zur AufgabeFallende Schallquelle
Eine Schallquelle, die einen Ton mit der Frequenz \(1000\,{\rm{Hz}}\) aussendet, wird vom Punkt A des Erdbodens aus mit einer konstanten…
Zur AufgabeEine Schallquelle, die einen Ton mit der Frequenz \(1000\,{\rm{Hz}}\) aussendet, wird vom Punkt A des Erdbodens aus mit einer konstanten…
Zur AufgabeBewegte Schallquelle
Eine punktförmige Schallquelle erzeugt Schallwellen mit einer Wellenlänge von \(13\,\rm{cm}\). Bewegt man die Schallquelle relativ zur Luft, so misst…
Zur AufgabeEine punktförmige Schallquelle erzeugt Schallwellen mit einer Wellenlänge von \(13\,\rm{cm}\). Bewegt man die Schallquelle relativ zur Luft, so misst…
Zur AufgabeRotierende Schallquelle
Eine kleine Schallquelle, die einen Ton mit der Frequenz \(1600\,\rm{Hz}\) aussendet, rotiert auf einem horizontalen Kreis mit dem Radius…
Zur AufgabeEine kleine Schallquelle, die einen Ton mit der Frequenz \(1600\,\rm{Hz}\) aussendet, rotiert auf einem horizontalen Kreis mit dem Radius…
Zur AufgabeMessung der Schallgeschwindigkeit in Luft (Simulation von Andrew Duffy)
Dies ist eine Simulation einer physikalischen Standarddemonstration zur Messung der Schallgeschwindigkeit in der Luft. Eine vibrierende Stimmgabel…
Zum DownloadDies ist eine Simulation einer physikalischen Standarddemonstration zur Messung der Schallgeschwindigkeit in der Luft. Eine vibrierende Stimmgabel…
Zum DownloadMessung der Schallgeschwindigkeit in Luft (Simulation von Andrew Duffy)
- Die Simulation ermöglicht die Messung der Schallgeschwindigkeit mit Hilfe von Stehenden Wellen in einem mit Wasser gefülltem Standzylinder
- Die Simulation ermöglicht die Messung der Schallgeschwindigkeit mit Hilfe von Stehenden Wellen in einem mit Wasser gefülltem Standzylinder
DOPPLER-Effekt bei bewegtem Sender (IBE)
Doppler-Effekt (bewegte Quelle) (© 2021, AG Didaktik der Physik, Freie Universität Berlin) Dieser Versuchsaufbau ermöglicht die Messung der…
Zum DownloadDoppler-Effekt (bewegte Quelle) (© 2021, AG Didaktik der Physik, Freie Universität Berlin) Dieser Versuchsaufbau ermöglicht die Messung der…
Zum DownloadDOPPLER-Effekt bei bewegtem Empfänger (IBE)
Doppler-Effekt (bewegter Empfänger) (© 2021, AG Didaktik der Physik, Freie Universität Berlin) Dieser Versuchsaufbau ermöglicht die Messung der…
Zum DownloadDoppler-Effekt (bewegter Empfänger) (© 2021, AG Didaktik der Physik, Freie Universität Berlin) Dieser Versuchsaufbau ermöglicht die Messung der…
Zum DownloadLautstärke am Glockenrand
Flexon führt ein kleines Mikrophon um den Glockenrand einer zum Tönen gebrachten Glocke. Erläutere, ob die Lautstärke an allen Stellen des Randes…
Zur AufgabeFlexon führt ein kleines Mikrophon um den Glockenrand einer zum Tönen gebrachten Glocke. Erläutere, ob die Lautstärke an allen Stellen des Randes…
Zur AufgabeMikrofon am Oszilloskop
Mit einem Mikrofon und einem Oszilloskop wird ein Pfeifton registriert. Die Zeitachse des Oszilloskops ist auf \(0,5{\rm{ms}}\) pro Kästchen…
Zur AufgabeMit einem Mikrofon und einem Oszilloskop wird ein Pfeifton registriert. Die Zeitachse des Oszilloskops ist auf \(0,5{\rm{ms}}\) pro Kästchen…
Zur AufgabeFrequenz und Tonhöhe von Musikinstrumenten
a)Beschreibe verschiedene Möglichkeiten, die Frequenz einer schwingenden Saite zu bestimmen. b)Erläutere, wodurch die Tonhöhe bei Saiteninstrumenten…
Zur Aufgabea)Beschreibe verschiedene Möglichkeiten, die Frequenz einer schwingenden Saite zu bestimmen. b)Erläutere, wodurch die Tonhöhe bei Saiteninstrumenten…
Zur AufgabeIm Musikunterricht
Die Musiklehrerin schlägt eine Stimmgabel, die mit der Frequenz \(880\,{\rm{Hz}}\) schwingt, an. Auf dem Oszilloskop ergibt sich das nebenstehende…
Zur AufgabeDie Musiklehrerin schlägt eine Stimmgabel, die mit der Frequenz \(880\,{\rm{Hz}}\) schwingt, an. Auf dem Oszilloskop ergibt sich das nebenstehende…
Zur AufgabeDarstellung von Schwingungen
Mit einem Mikrofon und einem Oszilloskop wird ein Pfeifton registriert. Die Zeitachse des Oszilloskops ist auf…
Zur AufgabeMit einem Mikrofon und einem Oszilloskop wird ein Pfeifton registriert. Die Zeitachse des Oszilloskops ist auf…
Zur Aufgabe