Abfüllwaage

Aus einer grossen, flachen Wanne, die ein Meter hoch mit Wasser gefüllt ist, ergiesst sich durch ein Loch im Boden ein Wasserstrahl in ein Becherglas (Innendurchmesser 10 cm, Masse 2 kg), das auf einer Waage steht. Der Strahl hat einen Durchmesser von 2 cm (direkt beim Ausfluss gemessen) und der Wasserspiegel des Becherglases liege im Moment vierzig Zentimeter unterhalb des Wannenbodens.

1. Was zeigt diese bei einem Füllstand von 20 cm an?
2. Der Boden des Becherglases weise ein Loch auf, das genau so gross ist, dass der Wasserspiegel weder steigt noch fällt. Mit welcher Kraft muss nun das Becherglas festgehalten werden?

Lösungshinweis: Ausflussgeschwindigkeit kann mit Hilfe der Energiebilanz (Torricelli) berechnet werden. Kräfte sind Teil der Impulsbilanz.

Quelle: Technikum Winterthur, Elektrotechnik 1996

Lösung