3. Flussigkeiten - weekly exercises to help you understand better and prepare for exams PDF

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Grundlagen der Haushalts- und Verfahrenstechnik

Wintersemester 13/14

Übung: Flüssigkeiten 13.11.2013 Aufgabe 1 Zwei Würfel der Kantenlänge a = 10 cm, einer aus Holz der Dichte ρ Holz = 0,7 g/cm3 der andere aus Kunststoff der Dichte ρKunststoff = 1,05 g/cm 3 werden in Wasser gegeben. a) Welcher der beiden Quader schwimmt? b) Berechnen Sie für den schwimmenden Quader die Auftriebskraft in Abhängigkeit der Eindringtiefe h in das Wasser. c) Bei welcher Eindringtiefe heben sind Auftriebskraft und Gewichtskraft auf? d) Welche Kraft muss aufgewendet werden, um den Holzwürfel vollständig unter Wasser zu halten?

Aufgabe 2 Ein Gartenschlauch mit einem Innendurchmesser von 1,8 cm wird an einen (stationären) Rasensprenger angeschlossen, der einfach aus einer Hülle mit 24 Löchern von je 0,12 cm Durchmesser besteht. Im Schlauch habe das Wasser eine Geschwindigkeit von 0,9 m/s. Mit welcher Geschwindigkeit verlässt es die Sprengeröffnungen?

Aufgabe 3 Auf einem ruhenden Wagen steht ein zylindrisches Bierfass, das bis zu einer Höhe h = 1 m mit Bier gefüllt ist (ρBier = 1,05 g/cm 3). Im Gefäß sind an gegenüberliegenden Seiten zwei gleiche Ventile mit Öffnungen von je A = 1 cm 2 Querschnittsfläche angebracht. Diese Flächen seien viel kleiner als der Querschnitt des Fasses, Reibungskräfte in den Ventilen sollen vernachlässigt werden. Ein Ventil befindet sich in der Höhe h1 = 0,7 m, das andere in der Höhe h 2 = 0,3 m. Der Boden des Fasses befindet sich im Abstand d = 0,2 m über der Standfläche. Der Luftdruck betrage p L = 0,95 bar.

a) Berechnen Sie den Druck p0 am Gefäßboden.

Grundlagen der Haushalts- und Verfahrenstechnik

Wintersemester 13/14

b) Beide Ventile werden nun gleichzeitig geöffnet. Berechnen Sie für den fixierten Wagen die Ausströmgeschwindigkeiten v 1 und v2 im Moment des Öffnens. c) Bestimmen Sie mit welcher Kraft F der Wagen festgehalten werden muss....