Wasserstrahl-Alltagsbeobacht. < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:55 Do 29.11.2007 | | Autor: | pyro |
Hallo!
Heute möchte ich einmal nichts berechnen, sondern nur eine Beobachtung erklärt haben :)
Mir ist aufgefallen, dass wenn man einen Wasserhahn nur wenig aufdreht, der Strahl sich spiralförmig nach unten bewegt. Von welcher Kraft wird dies verursacht? Oder aufgrund welcher Eigenschaft passiert das? Würde sich der Strahl ohne Abfluss immer weiterdrehen, oder nur während der ersten paar Zentimeter?
Und wieso wird der Strahl unten enger?
Ich hoffe mal ihr versteht was ich meine. Ist mir gestern nur aufgefallen und niemand den ich kenne konnte es mir heute erklären :(
Danke
Gruß
axim
|
|
| |
|
Hallo!
Dafür ist die Oberflächenspannung verantwortlich. Dieses spiralförmige wird zunächst von deinem Wasserhahn verursacht, der einen etwas ungleichmäßigen Strahl formt.
Die Oberflächenspannung hält den Strahl zusammen, aber wegen der Drehimpulserhaltung dreht sich diese Ungleichmäßigkeit zu ner Spirale. Das ist so ähnlich wie der Strudel im Wasserablauf. Daß der wie Wirbelstürme durch die Coriolis-Kraft verursacht wird, ist ein Märchen. Vielmehr kommt das daher, daß das Wasser vorher bereits etwas in Bewegung war, was in einem geschlossenen Becken zwangsläufig auch etwas Drehung beinhaltet.
Nun, das Wasser wird nach unten durch die Gravitation auch immer weiter beschleunigt, und weil es schneller fließt, braucht es daher weniger Querschnittsfläche. Der Strahl wird dünner.
Irgendwann ist der Strahl so dünn, daß die Oberflächenspannung ihn zerreißt, und sich kleine Tröpfchen bilden.
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:07 Do 29.11.2007 | | Autor: | pyro |
Aaah, vielen Dank!
Nochmal zur Kontrolle:
An die Drehimpulserhaltung dachte ich auch zuerst. Dann dachte ich mir aber, dass Wasser ja eine Flüssigkeit ist, und deshalb jedes Teilchen ja einfach seine Richtung beibehalten würde. Deshalb dachte ich: Kann nicht sein, dann wäre diese rotierende Säule ja sofort weg. Dann kann ich also durch die Oberflächenspannung die Wassersäule zumindest wie einen normalen, rotierenden Festkörper betrachten, für die Drehimpulserhaltung?
Und zum dünneren Strahl:
Das heißt ich drehe den Hahn auf, sagen wir mal solange bis ein 10cm Strahl da ist, und dann sofort zu. Wenn der Strahl nun weiter nach unten fällt, wird er also länger und dünner? Auch ohne Luftwiderstand, also im Vakuum?
Richtig so?
Danke
axim
|
|
|
| |
|
Hallo!
> Aaah, vielen Dank!
>
> Nochmal zur Kontrolle:
>
> An die Drehimpulserhaltung dachte ich auch zuerst. Dann
> dachte ich mir aber, dass Wasser ja eine Flüssigkeit ist,
> und deshalb jedes Teilchen ja einfach seine Richtung
> beibehalten würde. Deshalb dachte ich: Kann nicht sein,
> dann wäre diese rotierende Säule ja sofort weg. Dann kann
> ich also durch die Oberflächenspannung die Wassersäule
> zumindest wie einen normalen, rotierenden Festkörper
> betrachten, für die Drehimpulserhaltung?
Ja, anschaulich denke ich, kannst du dir das so denken. Vielleicht noch eher so: Zerteile den Strahl in viele dünne horizontale Streifen. Jede hat Drehimpulserhaltung, und dreht sich dabei.
>
> Und zum dünneren Strahl:
> Das heißt ich drehe den Hahn auf, sagen wir mal solange
> bis ein 10cm Strahl da ist, und dann sofort zu. Wenn der
> Strahl nun weiter nach unten fällt, wird er also länger und
> dünner? Auch ohne Luftwiderstand, also im Vakuum?
> Richtig so?
Ja, würde es. Stell dir nen tropfenden Wasserhahn vor. Die Strecke zwischen zwei Tropfen wird mit zunehmender Flugdauer immer größer, und wenn das jetzt ein langes Stück wasser wäre, würde das sich auch auseinander ziehen. Allerdings wirkt dem wieder die Oberflächenspannung entgegen, die versucht, deine Wasser'stange' zu ner Kugel zu formen.
Dagegen kommt beim Wasserhahn noch hinzu, daß das Wasser ja auch am offenen Hahn "klebt", dieser Effekt ist anfangs sicherlich nicht zu vernachlässigen.
Das kannst du dir klar machen, indem du statt Wasser mal Honig betrachtest. Und spätestens bei Honig wirst du einsehen, daß das ganze nicht vom Liftwiderstand abhängt.
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:35 Do 29.11.2007 | | Autor: | pyro |
Ja die Erklärung ist gut :) Habe ich verstanden.
Sind lauter so kleine Sachen die man im Leben beobachtet...
Vielen Dank für die Aufklärung!
|
|
|
|
