07b Hydro- und Aerodynamik

Mechanik von strömenden Flüssigkeiten und Gasen: dynamischer Druck, Bernoulli-Gleichung, dynamischer Auftrieb = Magnus-Effekt

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Paul Dörler Teacher

Kartei Details

Karten	12
Lernende	30
Sprache	Deutsch
Kategorie	Physik
Stufe	Mittelschule
Erstellt / Aktualisiert	12.11.2013 / 02.12.2023
Lizenzierung	Kein Urheberrechtsschutz (CC0)
Weblink	https://card2brain.ch/box/07b_hydro_und_aerodynamik
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Wie lautet die Bernoulli Gleichung (für horizontale Strömungen) ? (Formel und i.W.)

\(p_{statisch} + p_{dynamisch} = p_{gesamt} = konstant\)

\(p+\frac{\rho\cdot v^2}2=const.\)

Ein Tischtennisspieler schießt einen Ball mit Rotation zurück zu seinem Gegner. Erkäre nun den Verlauf der Flugbahn anhand des Magnuseffektes.

Durch die Rotation wird die Luftströmung oben verlangsamt und unten verstärkt.

⇒ der dynamische Druck wird oben verringert und unten vergrößert.
⇒ der statische Druck wird oben vergrößert und unten verringert.

Der Unterschied im statischen Druck führt zu einer Kraft nach unten. Dadurch ändert der Ball seine Flugbahn.

Wie lautet die Formel für die Luftwiderstandskraft?

\(F_{LW} = c_w \cdot \frac{1}{2} \rho v^2 \cdot A\)

\(c_w ...Formfaktor \)

v ... Luftgeschwindigkeit

A... angeströmter Querschnitt

\(\rho ...Dichte\)

Wie ist die Kontinuitätsgleichung definiert?

Die Fließgeschwindigkeiten verhalten sich umgekehrt proportional zu den Querschnittsflächen.

\(\Delta V_1=\Delta V_2\\ A_1\cdot v_1=A_1\cdot v_2\\ \frac{A_1}{A_2}=\frac{v_2}{v_1}\)

Wie ist der Massenstrom definiert?

Der Massenstrom ist die durchströmende Masse pro Zeit.

\(\dot m =\frac{m}{t}\)

\([\dot m] = 1 \frac{kg}{s}\)

Beim Lüften der Wohnung passiert es jedem, dass die eine oder andere Tür einmal zuschnellt, aber warum?

Tipp: Bernoulli-Gleichung

Statischer Druck zwischen der Tür ist größer als hinter der Tür. Daher schnellt die Tür zu.

Statischer Druck zwischen der Tür ist kleiner als hinter der Tür. Daher schnellt die Tür zu

Dynamischer Druck zwischen der Tür ist kleiner als hinter der Tür. Daher schnellt die Tür zu

Dynamischer Druck zwischen der Tür ist größer als hinter der Tür. Daher schnellt die Tür zu

Die erhöhte Geschwindigkeit, die die Luft mitbringt, drückt die Tür weg.

Wie groß ist die Luftgeschwindigkeit direkt hinter einer angeströmten Fläche ?

Die Luftgeschwindigkeit direkt hinter einer angeströmten Fläche beträgt 0 km/h.

Wie ist der Volumenstrom definiert?

\( \dot V =\frac{V}{t}\)

\([\dot V] =1 \frac{m^3}{s} =1000 \frac{\ell}{s}\)

^{\(\dot V\)... Volumenstrom}

V ... Volumen

t ... Zeit