Systemgrenze

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Geschrieben von Werner am 17. Mai 2019 00:24:35:

Als Antwort auf: Re: Physik in der Badewanne... geschrieben von Joachim S am 16. Mai 2019 09:34:07:

zieht der Duschkopf selbst. Da hast Du keinen Einfluß drauf. Und alle auf den Duschkopf wirkenden Kräfte addieren sich nun mal, also auch die, die nicht unmittelbar durch das austretende Wasser verursacht werden. Du kannst das gar nicht trennen.

Der austretende Wasserstrahl einer einzelnen Düse versucht, das umgebende Wasser fortzuschleudern und genau das erzeugt am Brausenblech einen gewaltigen Unterdruck, der bis zum lokalen Verdampfen des Wassers führen kann, was dann durch das Schäumen sichtbar wird. Mache den Test mit kochendem Wasser oder wenigstens sehr sehr heißem Wasser und Du wirst feststellen, daß der "Rückstoß" immer stärker wird, je näher das Wasser am Siedepunkt ist.

Denn das Wasser läßt sich dann leichter fortschleudern durch die Düse und "klebt" nicht mehr am Sieb - mal so volkswissenschaftlich ausgedrückt.

Der Impulssatz ist beweisbar und richtig, aber anschaulich ist er nicht. Um sich alle tatsächlich wirkenden Kräfte vorzustellen, muß man in Einzelbetrachtungen gehen und kann nicht einfach nur die Formel Massestrom x Geschwindigkeit nehmen. Die Formel stimmt zwar, aber nur bei postulierter Systemgrenze. Und wenn die nicht richtig gezogen wird, geht die Betrachtung oder die Berechnung schief. Das ist auch meist der Grund, warum der Betrachter dann über das Phänomen staunt und es sich nicht erklären kann.


Vereinfacht gesprochen sorgt also der Strahl z.B. einer Rakete dafür, daß der entstehende Unterdruck unter der Rakete Luft ansaugt und diese dann von oben (und von der Seite) nachströmt, der Rakete also einen selbst erschaffenden Gegenwind beschert. Am Flugkörper selbst ist das nicht so drastisch, weil die Nase spitz und strömungsgünstig geformt ist. Am Heck der Rakete sieht es dagegen schon nicht mehr so gut aus mit dem cw-Wert. Aber dennoch liegen zwischen dem Startschub der Rakete am Boden und dem Schub im Weltall keine Welten. Der Einfluß ist meßbar und wird berücksichtigt, aber das sind Prozente und keine so krassen Unterschiede wie beim Untertauchen des Duschkopfes.

Schaue er sich einmal das sog. hydrodynamische Paradoxon an. Auf der ersten Blick überrascht es, beim Nachrechnen mit Formeln stimmt alles wieder, aber vorstellen kann man es sich kaum. Der Beweis "es muß so sein, weil es anders nicht geht" ist für mich immer schon unbefriedigend gewesen.

Gruß

Werner

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