Wanne mit Abfluss
Im Boden einer grossen, flachen Wanne ist ein vertikales, drei Meter langes Abflussrohr mit einem Durchmesser von 5 cm angebracht, das sich zuunterst auf 3 cm verjüngt. Die Wanne ist im Moment ein Meter hoch mit Wasser gefüllt. Der Luftdruck beträgt 920 mbar.
- Wie stark ist der abfliessende Volumenstrom, wenn jegliche Rohrreibung vernachlässigt werden kann?
- Wie gross ist der Absolutdruck im fliessenden Wasser zwei Meter oberhalb der Ausflussöffnung, d.h ein Meter unterhalb des Wannenbodens?
Lösungshinweis:
- Die Energiebilanz (Ausflussgesetz von Torricelli) und die Kontinuitätsgleichung für das Volumen liefern die gesuchte Stromstärke.
- Indem man das Gesetz von Bernoulli auf einen dritten Punkt (im Rohr zwei Meter oberhalb der Ausflussöffnung) anwendet, erhält man den gesuchten Druck.
Quelle: Technikum Winterthur, Hauptstudium 1997