254
🖩
Schleppkahn
Ein Schleppkahn mit der Wasserverdrängung 320 m³ schwimmt mit einer im Wasser liegenden Stirnfläche von 8 m² und einem Widerstandsbeiwert cw = 0,11. Welche Kraft ist erforderlich, um ihn mit einer Geschwindigkeit von 9 km/h zu schleppen? Wie groß ist zum Vergleich die Kraft, die benötigt würde, um die gleiche Last auf einer Straße bei µ = 0,03 gleichförmig zu bewegen?
255
🖩
Lastkahn
Ein Lastkahn von 6,5 t Masse gelangt vom Fluss ins Meer (Dichte 1,03 g/cm³). Wie viel muss zugeladen werden, damit der Tiefgang gleich bleibt?
271
🖩
Lastkraftwagen
Ein Lastkraftwagen (Masse m = 3,6 t, Inhalt der Querschnittsfläche AW= 4,2 m²) fährt mit einer Motorleistung von 45 kW, die mit einem Wirkungsgrad von 60 % auf die Räder übertragen wird. Er erzielt dabei auf einer horizontalen Straße bei µ = 0,03 und einer Luftdichte von 1,25 kg/m³ eine Fahrgeschwindigkeit von 60 km/h. Welchen Widerstandsbeiwert hat das Fahrzeug?
273
🖩
Venturirohr
In eine Leitung für eine Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,9 g/cm³ und einem Leitungsinnendurchmesser von 160 mm wird ein Venturirohr eingebaut, dessen engster Querschnitt einen Durchmesser von 100 mm besitzt. Dabei entsteht am Manometer ein Druckunterschied von 160 mbar. Wie groß ist ohne Berücksichtigung der Reibungsverluste die mittlere Strömungsgeschwindigkeit und der Volumenstrom in der Leitung?
274
🖩
Benzinleitung
Welcher Druckunterschied entsteht (bei Vernachlässigung der Reibung) zwischen den Enden eines Rohrstückes, dessen Querschnitt sich von 15 cm² auf 5 cm² verengt, wenn je Sekunde 1,8 Liter Benzin (`ϱ=0,7" kg/dm³"`) hindurch fließt?
275
🖩
Becken füllen
Aus einer Öffnung von 3 cm Durchmesser, die sich 5 m unter dem Wasserspiegel eines Tanks befindet, fließt Wasser in ein leeres Becken von 2 m x 3 m x 0,7 m. Nach welcher Zeit ist das Becken voll?
276
🖩
Tank
Welches Wasservolumen fließt pro Minute aus einem Tank durch eine Öffnung von 2 cm Durchmesser, die sich 5 m unterhalb des Wasserspiegels befindet?
277
🖩
Hausdach
Ein Hausdach hat eine Masse von 100 kg/m².
Ab welcher Windgeschwindigkeit besteht die Gefahr des Abdeckens?
278
🖩
Wasserströmung
Eine Wasserströmung mit 3 m/s wird von einem Rohr mit 0,7 m Durchmesser in ein anderes von 0,4 m Durchmesser gelenkt. Wie ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit?
280
🖩
Prandtlrohr
Ein durch eine Windfahne stets gegen den Wind gerichtetes Prandtlrohr zeigt bei einer Luftdichte von 1,27 kg/m³ eine Druckdifferenz von 4,5 mbar an. Wie groß ist die Windgeschwindigkeit?
281
🖩
Prandtlrohr
Welche Druckdifferenz zeigt ein gegen den Wind gerichtetes Prantlrohr bei einer Luftdichte von 1,26 kg/m³ und einer Windgeschwindigkeit von 60 km/h?
282
🖩
Prandtlsches Staurohr
Wie groß ist der Staudruck, den ein Prandtlsches Staurohr anzeigt, das an einem mit 900 km/h fliegenden Flugzeug angebracht ist? Die Dichte der Luft in der Flughöhe ist mit 1 kg/m³ anzunehmen.
284
🖩
Wasserspiegel
Aus einer Öffnung, die sich 10 m unter dem Wasserspiegel befindet, fließen pro Minute 504 l aus. Wie groß ist die Öffnung?
285
🖩
Strömung im Rohr
Eine horizontale Röhre von 15 cm Durchmesser hat eine Verengung von 5 cm Durchmesser. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in der Röhre beträgt 1 m/s, der Druck 1 bar. Wie groß sind die Geschwindigkeit und der Druck in der Verengung?
286
🖩
Strömung im Rohr
Eine Röhre von 10 cm Durchmesser hat eine Verengung auf 3 cm Durchmesser. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in der Verengung beträgt 2,5 m/s, der Druck 5 bar. Wie groß sind die Geschwindigkeit und der Druck vor der Verengung?
288
🖩
Rohr
Ein Rohr verengt sich von Durchmesser 0,8 m auf den Durchmesser 0,6 m.
Wie ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit?
290
🖩
Rohr
Auf welche Durchmesser muss ein 8 cm weites Rohr verjüngt werden, damit sich die Strömungsgeschwindigkeit verdoppelt?
291
🖩
Strömung im Rohr
In einem Rohr von 1 m Durchmessers strömt Wasser mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s. Das Rohr verengt sich auf 0,5 m Durchmesser. Wie ändert sich die Geschwindigkeit?
294
🖩
konisches Rohr
Durch ein konisches Rohr strömt an der engen Stelle Luft mit 10 m/s ein. Welche Druckdifferenz besteht zwischen den Stirnflächen des Rohres, wenn sich deren Flächen wie 3:1 verhalten? (ϱ = 1,29 kg/m³)
295
🖩
Becken
Aus vier Öffnungen von 25 mm Durchmesser, die sich 5 m unter dem Wasserspiegel eines Tanks befindet, fließt Wasser in ein Becken mit 4 m x 7 m und 1,2 m Tiefe.
Wie lange dauert es bis das Becken zu 70% gefüllt ist?
Hinweis: Der Wasserspiegel im Tank wird konstant gehalten!
296
🖩
Leck im Tank
Wie viel Wasser fließt pro Stunde aus einem Tank durch ein Leck von 2 mm Durchmesser, die sich 3 m unterhalb des Wasserspiegels befindet?
297
🖩
Rohr
Zwei Rohre von je 50 cm Durchmesser, in denen Wasser mit 2 m/s bzw. 2,5 m/s strömt, vereinigen sich zu einem Rohr mit 65 cm Durchmesser. Wie groß ist die Strömungsgeschwindigkeit?
299
🖩
Rohr
Auf welchen Durchmesser muss ein 9 cm weites Rohr verjüngt werden, damit sich die Strömungsgeschwindigkeit verdreifacht?
309
🖩
Rohrdurchfluss
In einem Rohr von 0,7 m² Querschnittsfläche strömt Wasser mit 2,5 m/s. Das Rohr verzweigt sich auf zwei Rohre mit Durchmessern von 80 bzw. 60 cm. Im ersten Rohr fließt das Wasser mit 1,8 m/s ab. Wie groß ist die Geschwindigkeit im zweiten Rohr?
4012
🖩
Ein Schwimmbecken von `30" m"times 25" m"` Grundfläche und `4 " m"` Wassertiefe soll durch eine kreisförmige Bodenöffnung (`μ=0,62`) in 2 Stunden entleert werden. Welchen Durchmesser muss die Öffnung erhalten.
4014
🖩
Welchen Durchmesser muss der Druckstollen einer Wasserkraftanlage haben, wenn er für eine Wassermenge von `37,5" m³/s"` bei einer Strömungsgeschwindigkeit `3" m/s" ` bemessen werden soll?
6105
🖩
Durch in zylindrisches Rohr mit `1" cm"²` Querschnitt strömt Wasser mit einer Geschwindigkeit von `1" m/s"`. In welcher Zeit könnte man damit einen Kübel mit `10" Liter"` Wasser füllen?
6111
🖩
Aus einer Behälteröffnung strömt auf Gund eines Überdrucks Δp Flüssigkeit. Leite aus dem Energieerhaltungssatz eine Formel für die Ausströmgeschwindigkeit ab. (Vernachlässigung von Reibungseffekten)
6112
🖩
Erdgas besitzt in der Leitung eine Dichte von rund `1" kg/m"³` und einen Überdruck von `0,02" bar"`. Berechne die Ausströmgeschwindigkeit und die Querschnittsfläche einer Öffnung,bei der in einer Stunde `0,5" m"³` Erdgas austreten.
6273
🖩
Berechnen Sie für die Wasserströmung im skizzierten verzweigten Rohr die Strömungsgeschwindigkeit im Rohrzweig C!
6280
🖩
Welche Leistung gibt ein Ventilator ab, der zur Aufrechterhaltung eines Überdrucks von 200 Pa in einer Traglufthalle pro Sekunde 3 m³ Luft fördert?
6299
🖩
Ausfluss aus einem offenen Gefäß bei Vernachlässigung der Reibung. Wenden Sie die Gleichung der Energieerhaltung auf eine Flüssigkeitsmenge der Masse `Δm` an und berechnen Sie daraus allgemein die Ausflussgeschwindigkeit.
6861
🖩
Wie groß ist der Anteil des Schweredrucks am Blutdruck im Gehirn einer aufrecht stehenden 1,8 m großen Person? Das Gehirn liegt 33 cm über dem Aortenbogen. Die Dichte des Blutes = 1,06 kg/dm³.
6863
🖩
Die Aorta hat einen Durchmesser von etwa 10 mm. Die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes in der Aorta beträgt 30 cm/s. Der gesamtquerschnitt der parallel geschalteten Kapillaren beträgt etwa 600 cm². Wie groß ist die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes in den Kapillaren?
6864
🖩
Bei welcher Beschleunigung des Körpers tritt im Gehirn eines aufrecht stehenden Erwachsenen Blutleere bzw. Bewusstlosigkeit auf? Abstand Gehirn-Herz 40 cm; mittlerer Blutdruck am Beginn der Aorta 100 Torr = 13332 Pa. Geben Sie Größe und Richtung dieser Beschleunigung an.
zu den Aufgaben im
← vorigen Kapitel
nächsten Kapitel →
Ein gleichmäßig beschleunigt anlaufender Elektromotor besitzt nach 1,5 s die Drehzahl 90 U/min. Welche Drehzahl hat er…
weiter …
