PHYSIK - 2 Fragen |
| 27.05.2004, 14:37 | ciacorp | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
| PHYSIK - 2 Fragen Hätte da folgende Fragen: 1. Ein Ballon schwebt im (nicht auf!) Wasser . Das Wasser kühlt ab. Was passiert? 2. Eine Stange in der Mitte, mit 2 Seilen. An beiden Seilen wird mit 200N gezogen, wobei beide Seile im Winkel von 90° sins. Wie hoch ist die Kraft insgesamt, die die Stange belastet (bissl schlecht formuliert, sry...)? Danke im Voraus!!! T. Ehrmann |
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| 27.05.2004, 14:38 | sommer87 | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
schau mal ins physikerboard 
www.physikerboard.de |
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| 27.05.2004, 14:40 | ciacorp | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
ohhh - danke 
hoffentlich gibts auch ne antwort... |
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| 27.05.2004, 14:42 | sommer87 | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
wird schon
zwar nicht ganz so schnell wie hier bei mathefragen, aber in allen boards findest du hilfe
aber 
im matheboard 
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| 27.05.2004, 15:21 | ciacorp | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
hmm imma noch keine antwort
weißt nicht ein mathematiker die antworten auf meine fragen?
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| 27.05.2004, 15:42 | Poff | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Zu 2 wenn ich das jetzt richtig verstanden hab, dann müsste die resultierende Kraft der Diagonalen des Quadrats mit der Seitenlänge 200N entsprechen und demnach 200N*sqrt(2) groß sein. Zu 1 das Volumen des Ballons nimmt ab, damit sein Auftrieb, der Ballon sinkt ...
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| 27.05.2004, 15:53 | Ben Sisko | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Das Volumen des Ballons nimmt ab, wenn das Wasser abkühlt? Echt? Hat das was mit dem Druck zu tun? |
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| 27.05.2004, 16:52 | Poff | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
@Ben war das eine ernste Frage ??? Stell dir einfach vor die Temp sinkt auf " -273 ° ", alles Gas ist kondensiert und auf dem Weg davor gehts bei Gasen auch kräftig voran ... (Temp., Molekularbewegung, Druck) |
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| 27.05.2004, 17:08 | Ben Sisko | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Aber damit ist doch dann gemeint, dass sich die Luft im Ballon auch abkühlt, bedingt durch das umgebende Wasser, oder? Also hat die Abkühlung des Wassers diesen Effekt auf den Ballon quasi nur indirekt. So leuchtet´s mir ein. |
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| 27.05.2004, 17:23 | Poff | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
... klar doch, genau so ist es und Gase haben zudem nur eine geringe 'spezifische Wärme' (ich hoffe das heißt so) sodass dieser Effekt des Tempausgleichs recht schnell abläuft ...
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| 27.05.2004, 21:18 | Mathespezialschüler | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Naja, fast.
Es heißt "spezifische Wärmekapazität", aber ich denk mal, man weiß, was gemeint ist. |
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| 29.05.2004, 07:56 | Meromorpher | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
RE: PHYSIK - 2 Fragen
Es gilt im Ballon: p*v =n*R*T. Dabei sind n und R fest, T und p durch die Randbedingungen bestimmt (Wasser). Sinkt nun die Temperatur des Wassers muss das Volumen des Ballons abnehmen.
Greifen die Kräfte an einem Punkt an oder wie ist das gemeint? Ist die Stange irgendwie befestigt und es geht um ein Drehmoment?? Für Kräfte gilt allgemein das Superpositionsprinzip. Deine Kräfte liegen in einer Ebene, Wenn du sie einfach von Polarform (Winkel+Betrag) in kartesische Form (x,y) umrechnest kannst du sie addieren und dann zurück transformieren. |
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| 29.05.2004, 08:54 | juergen | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Hat das nicht eher was mit der Dichte des Wassers zu tun, so wie bei dem Themometer von Galilei? Je geringer die Temperatur, desto größer der Auftrieb. Also müßte doch der Ballon steigen, oder nicht
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| 29.05.2004, 09:38 | Meromorpher | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Nein, da würde ich eher Poff zustimmen, der Ballon sinkt und zwar weil die Dichteänderung des Wassers nicht so schnell wie die Dichteänderung (m/V, m=const. V ändert sich proportional zu T) des Gasvolumens ist. Das Thermometer von Galilei (das ist doch das hübsche Ding mit den Glaskugeln?) funktioniert genau andersrum. Dort schwimmen gefüllte Glaskugeln im Wasser. Glas ist ein Festkörper und die Dichte der Kugeln ändert sich mit der Temperatur langsamer als die des Wassers. Also im Ballonfall näherungsweise und im Thermometerfall näherungsweise . |
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| 29.05.2004, 09:57 | juergen | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Ist die Zeitfrage denn von interesse. Es ist doch egal, ob der Ballon nach 1 Minute sinkt oder steigt; oder ob er erst nach 1 Tag sinkt oder steigt. Wichtig scheint doch nur das Endergebnis zu sein. Aber du hast natürlich Recht, wenn Du sagst, daß Glas ein Festkörper ist und ein Ballon (vermutlich) nicht. Daher ist der Vergleich mit dem Thermometer nicht ganz passend, denn: im Fall des Termometers ändert sich das Volumen des Schwimmkörpers nicht, im Falle des Ballons schon. Also was passiert? 1) Das Wasser kühlt sich ab, die Dichte nimmt zu (und damit der Auftrieb) 2) Der Balloninhalt kühlt sich ab, die Dichte nimmt auch zu und das Volumen verkleinert sich. Der Auftrieb ist ja auch abhängig vom Volumen der verdrängten Flüssigkeit. Es ist m.E. anzunehmen, daß das Gas im Ballon einen höheren Ausdehnungskoeffizienten hat als das umgebene Wassser. Das Volumen des Ballons verkleinert sich also überproportional zu dem des Wassers. Damit müßte der Ballon also doch sinken. Womit wir uns wieder einig sind
Kleiner Nachtrag: Das ganze gilt natürlich nur dann, wenn das Wasser zum Beginn des Experiments wärmer als 4°C war und nachher nicht kälter als 4°C ist.
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| 29.05.2004, 11:26 | Meromorpher | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Genau. Noch einmal zusammengefaßt:
Der Auftrieb ist proportional zur Masse der verdrängten Flüssigkeit. Nimmt die Dichte der Flüssigkeit zu und ist das Volumen des verdrängenden Körpers unverändert (Näherung Glaskugeln), dann nimmt der Auftrieb zu. Sinkt allerdings das Volumen dann kommt es auf das Verhältnis Dichteänderung zu Volumen bzw. das Verhältnis der Ausdehungskoeffizienten an. Wasser hat einen relativen Ausdehnungskoeffizienten (kubisch) von etwa , während der Ballon, der näherungsweise durch das ideale Gasgesetzt p * v = n * R * T beschrieben wird, einen Ausdehnungskoeffizienten von etwa hat. Die Änderung der Wasserdichte fällt also kaum ins Gewicht. Mit "langsamer" und "schneller" meinte übrigens ich l./s. mit der Temperatur, nicht zeitlich
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| 29.05.2004, 13:11 | Poff | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Mit Verlaub, der sinkt nicht nur 'knapp', sondern der sinkt sogar 'gewaltig'. Die Dichteänderung des Wasser's ist gegenüber der 'Dichteänderung' des Ballons VERNACHLÄSIGBAR gering. Selbstvertändlich induziert die Aufgabenbeschreibung durch das Wort Ballon, einen in der äußeren Hülle flexiblen Körper, der durch Gasdruck stabil gehalten wird. Nun könnte man das Ding natürlich spitzfindig bis zu einem gegen das Restvolumen vernachlässigbar geringen Raum mit einer Flüssigkeit, mit möglichst geringerem Ausdehnungskoeffizient als Wasser, füllen oder auch z.B. mit entsprechenden Kleinkugelförmigen passenden Festkörpern, sodass der Gaseffekt völlig in den Hintergrund treten müsste, dann könnte es wohl anders aussehen, geeignete Materialien vorrausgesetzt. Ich denke jedoch, dass das Gebilde in der Aufgabenbeschreibung eins mit maßgeblichem Gasvolumen am Anteil vom Gesamtvolumen sein soll, weil es sonst einfach anders zu beschreiben wäre .
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| 29.05.2004, 14:30 | Meromorpher | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
Äh.. Ja. Soweit besteht ja schon einigkeit. Was "Gewaltig" angeht würde ich dir widersprechen (kommt allerdings darauf an wie du "gewaltig" definierst). Man muss davon ausgehen, dass der Balon entweder zusätzlich zum Gas mit etwas schwerem gefüllt ist oder an einem Gewicht befestigt ist. Sonst würde der Balon nicht im Wasser "schweben". In diesem Fall ist die Gewichtskraft gleich den Auftrieb. Wenn sich der Ballon abkühlt nimmt der vom Gasvolumen stammende Auftrieb signifikant ab. Relativ zur Gewichtskraft (Immerhin ist der Ballon so schwer wie sein Ausgangsvolumen komplett aus Wasser) ist das aber nicht viel. Dazu ist der Gasgefüllte teil immer noch recht groß, was zusätzlich die sinkgeschwindigkeit mindert. Wenn du einen Eisenblock mit der Masse des Ballon-Systems ins Wasser schmeisst, dessen Sinkgeschwindigkeit als "gewaltig" bezeichnest und das dann mit dem Ballon vergleichst ist die vielleicht mehr als "knapp" aber bestenfalls "lächerlich"
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| 29.05.2004, 17:18 | Poff | Auf diesen Beitrag antworten » | ||||
@Meromorpher *g* mit dem gewaltig und knapp extra in Gänse war auch nicht die Sink- geschwindigkeit als solche gemeint, sondern die KLAR ausgeprägte Tendenz dazu 'ZU SINKEN'. Ich wollte damit nur nochmal 'deine Formel' unterstreichen, aus der ja schon klar hervorgeht wie ausgeprägt die Tendenzen hier liegen. Dass solch ein Ding im Wasser nicht 'gewaltig schnell' sinken kann steht völlig außer Frage, da sinkt ja soch ein 'Eisenklotz' noch langsam, bzw erreicht nach sehr wenigen Metern schon seine maximale Sinkgeschwindigkeit ...
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