Versuch: Springbrunnen Physik Praktikum Versuch: Springbrunnen
Gliederung Versuchsaufbau Messwerte Energiebetrachtung Energieberechnung Energieverlust Impulsbetrachtung Impulsberechnung
1. Versuchsaufbau Messlatte Wasserstrahl Ausgang vom Springbrunnen Netzteil Wage und Behälter mit Wasser Nullniveau
2. Messwerte h in m Spannung in V Stromstärke in A Masse in kg/s 0,3 2,5 0,65 0,0023 0,6 3 0,72 0,0029 0,9 3,5 0,79 0,0037
3. Energiebetrachtung Energie Trafo Energie Pumpe Energie Wasser Energie Impuls Elektrizität Elektrizität Schwerkraft Energie Erde Wasser Schwere-feld Energie Energie Schwerkraft Impuls Energie wird beim Aufsteigen des Wassers an das Schwerefeld abgegeben (bis v=0) Energie wird beim Fallen des Wassers wieder aufgenommen (bis zum Auftreffen auf dem Boden)
4. Energieberechnung 30 cm: E=gmh E=10*0,0023*0,3 E=0,0069J h in m Spannung in V Stromstärke in A Masse in kg/s 0,3 2,5 0,65 0,0023 0,6 3 0,72 0,0029 0,9 3,5 0,79 0,0037 60 cm: E=0,0174J 90 cm: E=0,033J
4. Energieberechnung Geschwindigkeit des Wassers beim Austreten: 1/2m*v²=g*m*h v= 30 cm: v= v= 2,43 m/s 60 cm: v=3,46 m/s 90 cm: v=4,22 m/s
5. Energieverlust Bei 30 cm: (1,625 J – 0,0069 J) / 1,625 J = 0,996 E1 – Energie, die die Pumpe von dem Netzteil bekommt E2 – Energie, die beim Austritt des Wassers noch vorhanden ist (E1-E2) / E1 h in m Spannung in V Stromstärke in A Masse in kg/s 0,3 2,5 0,65 0,0023 0,6 3 0,72 0,0029 0,9 3,5 0,79 0,0037 Bei 30 cm: (1,625 J – 0,0069 J) / 1,625 J = 0,996 99,6% Energieverlust Bei 60 cm: 99,2% Energieverlust Bei 90 cm: 98,8% Energieverlust
6. Impulsbetrachtung Das Wasser nimmt ständig positiven Impuls auf Wasserstrahl Schlauch
7. Impulsberechnung Impuls: 60 cm: p=0,0029 kg*(-3,46 m/s) p=-0,01 Hy p=m*v Bei 30 cm: p=0,0023 kg*(-2,44 m/s) p=-0,00561 Hy 60 cm: p=0,0029 kg*(-3,46 m/s) p=-0,01 Hy 90 cm: p=0,0037 kg*(-4,22 m/s) p=-0,0156 Hy
7. Impulsberechnung Stärke des Impulsstroms: F=g*m Bei 30 cm: F=9,81N/kg * 0,0023kg F=0,0225N 60 cm: F=9,81N/kg * 0,0029 kg F=0,0284N 90 cm: F=9,81N/kg * 0,0037 kg F=0,0363N