Warum bleiben Schwebstoffe zb der Zucker im Tee beim umrühren trotz der wirkenden zentrifugalkraft in der mitte der tasse ?
Hallo!
Warum bleiben Schwebstoffe zb der Zucker im Tee beim umrühren
trotz der wirkenden zentrifugalkraft in der mitte der tasse ?
Die Frage hatten wir schon mal so ähnlich:
/t/warum-sammelt-sich-schmutz-in-der-mitte-vom-pool/…
Michael
Hm habe mir die Artikel dazu mal duchgelesen aber so richtig verstanden habe ich es nicht.
Zucker oder andere Schwebstoffe sind ja schwerer als Wasser und müssten für meine Begriffe auch der Zentrifugalkraft unterliegen. Warum sie sich nun entgegen dieser Kraft bewegen und in der Mitte sammeln erschließt sich mir nicht. 
Hallo!
Zucker ist nicht so viel schwerer als Wasser. Die Zirkulation, die dadurch entsteht, dass das Wasser oben stärker nach außen gedrückt wird als unten, schwemmt den Zucker einfach mit.
Michael
Hallo,
die Erklärung liegt in der Druckverteilung in der Tasse.
Am Rand ist der Druck durch die Zentrifugalkraft hoch, am
Boden ist die Strömung langsamer, der Druck durch die Zentrifugalkraft
geringer. Es stellt sich also eine Ausgleichsströmung ein, und die
sorgt dafür dass sich der Zucker in der Mitte sammelt.
Gruss
Hallo!
Zucker oder andere Schwebstoffe sind ja schwerer als Wasser.
Eben. Deshalb sinken sie auf den Grund. Da werden sie gebremst, also langsamger. Die Zentrifugalkraft wird geringer. Wenn das Wasser mit stärkerer Zentrifugalkraft nach außen gedrückt wird, als die Schwebstoffe, ist klar, dass die nach innen gedrängt werden.
Grüße
Andreas
Hallo!
Zucker oder andere Schwebstoffe sind ja schwerer als Wasser.
Eben. Deshalb sinken sie auf den Grund. Da werden sie
gebremst, also langsamger. Die Zentrifugalkraft wird geringer.
Wenn das Wasser mit stärkerer Zentrifugalkraft nach außen
gedrückt wird, als die Schwebstoffe, ist klar, dass die nach
innen gedrängt werden.
Wie ich damals schon sagte, ist diese Begründung falsch: Ein Körper der schwerer ist als Wasser, erfährt auch die stärkere Zentrifugalkraft. Er kann also gar nicht von Wasser „verdrängt“ werden.
Ich versuche die Begründung nochmal ganz langsam: Das Wasser in der Tasse wird durch den Löffel in Rotation versetzt. Dadurch erfährt es eine Zentrifugalkraft. Diese ist umso größer, je schneller die Rotation ist. Oben rotiert das Wasser schneller als unten, weil es dort die Reibung am Tassenboden spürt. Folglich erfährt das Wasser auf der Oberseite eine stärkere Zentrifugalkraft als das Wasser am Tassenboden. Beide Wassermassen werden also von der Zentrifugalkraft nach außen getrieben, jedoch das obere Wasser erheblich stärker.
Tun wir mal vereinfacht so, als würde nur das obere Wasser die Zentrifugalkraft erfahren, dann würde sich außen überschüssiges Wasser ansammeln und innen würde es fehlen. Das würde einerseits zu einer Verformung der Wasseroberfläche führen, andererseits hätte es am Boden einen Ausgleichsstrom von außen nach innen zur Folge.
So ist es auch in der Realität: Die obere, stärkere Zentrifugalkraft gewinnt und bewirkt eine Wasserströmung am Tassenboden von außen nach innen, der allen Unrat (wie Zucker und Teeblätter) mitschwemmt und in der Tassenmitte liegen lässt.
Michael
Hallo!
Wie ich damals schon sagte, ist diese Begründung falsch:
Ist sie nicht.
Ein Körper der schwerer ist als Wasser, erfährt auch die stärkere
Zentrifugalkraft.
Das ist falsch. Die Stärke der Zentrifugalkraft hängt nicht nur von der Masse ab, sondern auch von der Drehgeschwindigkeit.
Und die ist am Boden geringer, wie du selber zugibst. Schon für das Wasser ist sie geringer, weil es gebremst wird. Für die Schwebstoffe noch geringer, weil die noch stärker gebremst werden.
Ich versuche die Begründung nochmal ganz langsam.
Nicht nötig, ich kenne sie. Die beiden Effekte ergänzen sich.
Grüße
Andreas
Hallo!
Nicht nötig, ich kenne sie. Die beiden Effekte ergänzen sich.
Wie können sie sich ergänzen, wenn Du behauptest, das Wasser würde nach außen gedrückt, und ich sage, dass es sich nach innen bewege?
Michael
Hallo Michael!
Wie können sie sich ergänzen, wenn Du behauptest, das Wasser
würde nach außen gedrückt, und ich sage, dass es sich nach
innen bewege?
Dass es nach außen „gedrückt“ wird, heißt nicht, dass es sich nach außen „bewegt“.
Grüße
Andreas
nun ja aber wenn ich das wasser in rotation versetze rotiert ja auch der zucker und wie du schon gesagt hast ist dieser schwerer als wasser und sollte damit doch stärker der zentrifugalkraft unterliegen als wasser.
in einem zyklonstaubsauger ist es doch das gleiche die schwereren teile rotieren außen !?
Hallo!
Der Zucker erfährt zwei Kräfte: Einerseits eine Kraft, die die Resultierende aus Gewichtskraft, Zentrifugalkraft und Auftriebskraft ist. Diese schiebt den Zucker nach außen. Andererseits eine Kraft, die durch die Wasserströmung bewirkt wird. Diese schiebt den Zucker nach innen.
Unter den gegebenen Umständen ist die nach innen gerichtete Kraft offensichtlich größer. Das muss nicht generell so sein, aber hier ist es so (sonst würde sich der Zucker nicht in der Mitte sammeln).
Michael