Physik Praktikum

Versuch: Springbrunnen

Gliederung

1. Versuchsaufbau 2. Messwerte3. Energiebetrachtung 4. Energieberechnung 5. Energieverlust6. Impulsbetrachtung7. Impulsberechnung

1. Versuchsaufbau

Wage und Behälter mit Wasser

Messlatte

Ausgang vomSpringbrunnen

Wasserstrahl

Netzteil

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

TrafoEnergie Energie Pumpe

ElektrizitätElektrizität

Energie Wasser

Impuls

Schwere-feld

Schwerkraft

EnergieWasserErde

Energie

Energie

Energie

Impuls Schwerkraft

• 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. Energieberechnung30 cm: E=gmh

E=10*0,0023*0,3E=0,0069J

60 cm: E=0,0174J

90 cm: E=0,033J

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

4. EnergieberechnungGeschwindigkeit des Wassers beimAustreten:

1/2m*v²=g*m*hv=

30 cm: v=

v= 2,43 m/s

60 cm: v=3,46 m/s

90 cm: v=4,22 m/s

hg **2

3,0*81,9*2

5. EnergieverlustE1 – Energie, die die Pumpe von dem

Netzteil bekommtE2 – Energie, die beim Austritt des

Wassers noch vorhanden ist

(E1-E2) / E1

Bei 30 cm: (1,625 J – 0,0069 J) / 1,625 J = 0,996

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

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:

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 kgF=0,0284N

90 cm: F=9,81N/kg * 0,0037 kgF=0,0363N