Zwei Wassersäulen mit

Wissenschaft Physik
#1

Hallo
man füllt 2 U-Rohr Behälter so wie aufm Bild mit Wasser und verbindet dann mit Schlauch oder Verbindungsstück.
Zwischen beiden Wassersäulen ist Luft.
http://www.abload.de/img/aufnahme45211ldd46.gif

Der Erste U-Rohr hat 5 mal mehr Querschnittsfläche als der andere.

Würde das Wasser aus U-Rohr 1 das Wasser aus U-Rohr 2 verdrängen oder nach oben verschieben oder nicht?

Oder da tut sich nichts weil die Wassersäulen gleich hoch sind? (Hydrostatisches Paradoxon)

Möchte nur wissen wie sich das ganze verhält und warum.

#2

Hallo.

Möchte nur wissen wie sich das ganze verhält und warum.

Wenn die Wasserrohre oben offen sind, dann drücken beide Wassersäulen die in der Mitte eingeschlossene Luft zusammen. Das bedeutet, dass das Wasser außen sinkt und in der Mitte steigt. Dabei steigen beide Wassersäulen gleich hoch. Dadurch steigt in der eingeschlossenen Luft der Druck. Somit übt die Luft eine wachsende Kraft auf die Wasseroberflächen aus. Das geht so lange, bis diese Kraft die Gewichtskraft der außen überstehenden Wassersäulen genau kompensiert. Dann erreicht das System sein statisches Gleichgewicht.

Die unterschiedlichen Querschnitte haben zur Folge, dass der Luftfdruck auf die Wassersäule des größeren Rohres die fünffache Kraft ausübt. Demgegenüber steht aber auch die fünffache Gewichtskraft, weil bei gleicher Höhe das fünffache Volumen und damit die fünffache Masse im Rohr steht. Deswegen ergeben sich in beiden Rohren die gleichen Steighöhen.

Liebe Grüße,

The Nameless

#3

also quasi wie Kommunizierende Röhren nur mit Fluid Luft dazwischen.

#4

Hallo,

könntest du die Fragestellung aus dem Physik-Lehrbuch (?) wortwörtlich hinschreiben?

#5

es gibt keine Fragestellung aus dem Physik-Lehrbuch.

Das ist nur eine Idee.

Ich wollte nur wissen ob es möglich wäre die Wassersäule durch die Gewichtskraft der Flüssigkeit höher anzuheben ohne dass man das Wasser in Behälter/Segmente unterteilt. (sieh Bilder)

http://www.abload.de/img/ohnebehlter-version2obb03.gif
http://www.abload.de/img/aufnahme45162w4z7q.png
http://www.abload.de/img/aufnahme45169cvlxbz.gif
http://www.abload.de/img/aufnahme45176dtuxzi.gif

#6

Hallo,

die beiden äusseren Wasserspiegel müssen nicht zwingend auf gleicher Höhe sein, das ist auf Deiner Zeichnung ein Sonderfall!

Einzig die Differenzen der beiden äussere Wassersäulen zu ihren jeweils inneren sind gleich hoch.
Du könntest also ein U-Rohr, wenn die Verbindung flexibel wäre, höher stellen, als das andere, ohne dass sich am anderen Rohr etwas ändert, solange keine Flüssigkeit von li nach re, oder umgekehrt, überlaufen kann.

#7

Moin,

Möchte nur wissen wie sich das ganze verhält und warum.

hilft Dir der Begriff ‚Hydrostatisches Paradoxon‘ weiter?
http://de.wikipedia.org/wiki/Hydrostatisches_Paradoxon

Gandalf

#8

Hallo DDX,

es gibt keine Fragestellung aus dem Physik-Lehrbuch.

Das ist nur eine Idee.

meine Nachfrage stellte ich deshalb, weil ich mir nicht vorstellen kann, wie man mit deiner Beschreibung aus dem UP auf so eine Situation in den beiden – jeweils einseitig offenen - U-Röhren kommen kann, siehe deinen Link:
http://www.abload.de/img/aufnahme45211ldd46.gif

Ich würde am leeren Gerät oben an der luftgefüllten Brücke am obersten Punkt noch ein Ventil anbringen und die Apparatur bei offenem Ventil über dieses völlig mit Flüssigkeit füllen bis sie in den links und rechts offenen Schenkeln überläuft.

Danach würde ich über das Ventil vorsichtig Luft in die Anlage drücken lassen bis so viel Flüssigkeit verdrängt ist und überläuft um die im Link angegebene Situation zu erhalten.

Nach dem Schließen des Ventils kann man den Druckluftanschluß abklemmen, das Bild wird demjenigen des Links entsprechen.

Gruß

watergolf

#9

Hydrostatisches Paradoxon kenne ich.

Habe nur vergessen dass nur die Höhe und die Dichte der Wassersäule entscheidend ist. Dann können die Wassersäulen gleiche Querschnittsfläche haben. Hauptsache eine Wassersäule die länger ist übt mehr Druck auf die andere aus damit das Wasser von U-Rohr 2 zu U-Rohr 1 überfließt.
Und die beiden äusseren Wasserspiegel müssen nicht zwingend auf gleicher Höhe sein. Ok alles klar dann kann es vielleicht doch noch funktionieren.

http://www.abload.de/img/aufnahme452158zoah.gif