8. Bewegungen in Luft und Wasser Flashcards
Beschreibe die Widerstandskraft bei Bewegungen in Luft und Wasser
Reibung tritt nicht nur an Berührungsflächen fester Objekte auf, sondern auch bei der Bewegung von festen Objekten in Wasser und Luft (Fluiden). Dabei ist es egal, ob das Fluid um ein stillstehendes Objekt strömt oder sich das Objekt im Fluid bewegt. Entscheidend ist die relative Geschwindigkeit. Da es sich nicht um eigentliche Reibung handelt, wird oft von Widerstandskraft gesprochen, die der Bewegung eines Objekts entgegenwirkt.
Die Widerstandskraft ist unterschiedlich, je nach dem ob es sich um eine laminare Strömung oder eine Wirbelströmung handelt.
Beschreibe die Widerstandskraft bei Wirbelströmung?
Die Widerstandskraft wird von allem durch die Geschwindigkeit beeinflusst (ist aber auch abhängig von der Widerstandzahl, der Dichte des Fluids und von der Querschnittfläche), die proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist. Das heisst, dass sich bei einer Verdoppelung der Geschwindigkeitskraft vervierfacht.
Erkläre was passiert wenn zwei Körper fallen (ohne Luftwiderstand)
Galilei sagt, dass alle Körper, unabhängig vom Gewicht, ohne Luftwiderstand gleich schnell fallen. Newton lieferte die Erklärung: Die beiden Kugeln fallen gleich schnell wegen der Trägheit: die schwerere Kugel wird von der Erde zwar mit einer grösseren Gewichtskraft angezogen, aber sie braucht auch eine grössere Kraft, um in Bewegung zu kommen. Deshalb fallen alle Körper im Vakuum gleich schnell. Im Vakuum kann man überprüfen, dass eine Feder und eine Münze gleich schnell fallen, obwohl aufgrund der Form unsere Alltagserfahrungen sagt, dass die Feder langsamer fallen würde. Da aber kein Luftwiderstand auf die Körper wirkt, fallen beide gleich schnell.
Welche Rolle spielt nun der Luftwiderstand?
Der Luftwiderstand spielt bei grossen Distanzen eine Rolle. Der Luftwiderstand ist zwar bei zwei gleichförmigen Kugeln der Gleiche. Jedoch hat er einen anderen Einfluss, da die Gewichtskraft anders ist! Ist die Distanz kurz, merkt man den Einfluss bei zwei gleichförmigen Körpern, die unterschiedlich schwer sind, praktisch nicht.
Beschreibe die Widerstandskraft bei laminaren Strömungen?
Ist die Strömung um eine Kugel laminar (keine Verwirbelung hinter der Kugel), ist die Widerstandskraft proportional zur Geschwindigkeit und die Abhängigkeit somit etwas weniger ausgeprägt als bei der Wirbelströmung
