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Viskose Reibung
Universität / Fachhochschule
Sonstiges
Tags: Sonstiges
 
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Wegen Krankheit habe ich einige Vorlesungen gefehlt und versuche den Stoff nachzuholen, doch mit einigen Aufgaben habe ich Schwierigkeiten! Ich hoffe ihr könnt mir helfen und sagen wie ich an die Aufgaben rangehen soll und wie man sie lösen sollte. Ich weiss nicht einmal wie ich damit anfangen soll. Es hilft mir auch schon wenn ihr Tipps für Teilaufgaben habt, vielleicht kann ich anhand von denen den Rest lösen. Welche Geschwindigkeit erh ̈alt ein Regentropfen mit Radius der durch viskose Reibung der Luft gebremst nach unten ̈allt? Wasser hat eine Dichte von ρW asser · 103kg/m3 und eine Viskosit ̈at von ηWasser · 10−3 · . Die Viskosit ̈at der Luft ist ηLuf ∗ 10−5 · und die Dichte ρLuft = 1.00(1)kg/m3. Die Reibungskraft in einer viskosen Flu ̈ssigkeit ist gegeben durch 6πηrv. Skizzieren Sie die Kr ̈afte, die auf den Regentropfen wirken (vergessen Sie die Reaktionskr ̈afte nicht) und stellen Sie die zugeh ̈orige Bewegungsgleichung auf.  ̈osen Sie die Bewegungsgleichung fu ̈r den Fall, dass der Tropfen mit konstanter Geschwindigkeit nach unten ̈allt. Betrachten Sie dann detailliert zwei Tropfen: einen mit einem Radius von 0.90(5)mm und einen mit 0.090(5)mm. Bestimmen Sie die Fallgeschwindigkeiten fu ̈r diese beiden Tropfen. Bestimmen Sie die Fehler dieser Fallgeschwindigkeiten. Berechnen Sie die Reynolds Zahl (Re = ρLuft ·r·v/η) fu ̈r den Tropfen mit Radius . Vergleichen Sie diesen Wert mit der kritischen Reynolds Zahl bei der turbulente Str ̈omung wichtig wird (Rekrit ≃ . Nach müssen Sie für den Tropfen mit Radius turbulente Str ̈omung betrachten. In diesem Fall ist der Luftwiderstand gegeben durch 2π · ρLuft · · . Bestimmen Sie damit die Fallgeschwindigkeit des Tropfens mit Radius . Gehen Sie vor wie in Teilaufgabe . |
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Auf den Tropfen wirkt nach unten die Schwerkraft Nach oben wirkt der Auftrieb in Luft Nach oben wirkt die Luftreibungskraft Wenn der Tropfen mit konstanter Geschwindigkeit fällt, ist die Summe aller auf ihn wirkenden Kräfte Null: GRUSS, DK2ZA |
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