Basic Physics für Allmygenies

is ja schön das dieser Thread mal wieder belebt wird, auch wenn die neuen Fragen wenig mit Physik Basics zu tun haben. Ich hatte versucht ausschließlich Fragen aus der Mechanik zu verwenden da dazu kein erlerntes theoretisches Wissen notwendig ist sondern auch ein nicht speziell geschulter Mensch einfach durch Beobachtung und Selbstversuch auf die Lösung kommen kann.

Aber ist ja eure Sache.

Wobei ich mit der Antwort auf die zweite Teilfrage der letzten Fragew nicht ganz einverstanden bin. Zwar sieht ein Raumfahrer bei annährend c seitlich aus dem Fenster wirklich fast nichts, es müsste aber einen schmalen Ring um das Schiff geben genau 90° zur Bewegungsrichtung in dem das Universum normal betrachtet werden kann da da die Geschwindigkeitskomponente des Lichtes in Bewegungsrichtung 0 ist.

@UffTaTa
....und ich habe mich schon gewundert, wo denn der uffTaTa abgeblieben ist.
Gern hätte ich gesehen, daß hier mehr mitmachen und auch du vertreten bist.

Zur deiner Ergänzung:
Sehr schön. Das hatte ich dabei selber nicht bedacht.
Ich habe mir die Frage halt mal eben "auf die Schnelle" ausgedacht
und dabei das eine oder andere kleine Detail wohl übersehen.

@all
Aber jetzt - Retiarius oder 22aztek - Einer von euch ist mit der nächsten Aufgabe dran.
Macht es unter euch aus, wer zuerst. Oder uffTaTa kann derweil ja selbst noch
eine neue Aufgabe stellen - oder irgendwer halt.
Ich würde es auch begrüßen, wenn dieser Thread regelmäßig gepflegt wird,
mit hoffentlich großer Anteilnahme.
:D

Hm... ok

1. Was ist Temperatur (um mal zur Mechanik zu kommen)
2. Wieso wird die Suppe kälter, wenn man auf sie bläst?

Temperatur ist letzlich nur eine Maßeinheit für die Eigenbewegung der Moleküle. Je höher die Temperatur, desto höher die Geschwindigkeit. Weshalb es zwar nahezu keine Grenze der Temperatur nach oben, aber eben durchaus nach unten gibt. Wenn die Moleküle stehen, dann stehen sie. 0 Kelvin, bzw. -273;16 ° C

Damit Suppenmoleküle (OK, wird wohl vorrangig Wasser sein) vom flüssigen Zustand in den gasförmigen übergehen können müssen sie Geschwindigkeit/Energie/Temperatur aufnehmen. An der Grenzfläche zwischen heißer Suppe und der Luft darüber halten sich die Moleküle die gasförmig werden und die, die quasi wieder in die Suppe zurückfallen ungefähr die Waage. Puste ich jetzt über die Suppe entziehe ich den Molekülen mit der, der Suppe, entnommenen Energie die Möglichkeit diese Energie auch wieder an die Suppe abzugeben. D.h. es gibt nur noch die Moleküle, die in den gasförmigen Zustand wechseln und dabei Energie/Wärme mitnehmen - die Suppe wird kälter.

@Lufton

zu 1 hätteste vielleicht noch sagen können, dass die kinetische Energie der Teilchen die Wärme ausmacht, aber sonst alles richtig so weit ich das sehe.

Super, du bist dran ;)

OK, dann mal einen kleinen Partygag:

man nehme ein Glas, fülle es komplett mit Wasser (kann auch jede andere Flüssigkeit ohne Kohlensäure(!) sein) und decke es oben mit einer Postkarte/Spielkarte/kleinem Blatt Papier ab. Dann das Papier kurz festhalten und das ganze auf den Kopf stellen. Soll heißen, das Glas mit der Öffnung nach unten, Papier jetzt unter dem Glas. (Publikumswirksam über dem Kopf von jemanden oder irgendwo, wo die kommende Sauerei am größten wird) Zauberspruch murmeln (Wichtig!) und die Hand unter dem Glas wegnehmen.

a) Was passiert?
b) Warum?

a) nichts
b) sonst wäre es keine Magie :D

ich vermute, dass das Wasser auf die Postkarte drückt, und weil dieses hermetisch schliesst entsteht im Glas ein Unterdruck, der dem Gewicht des Wassers standhalten kann.

das funktioniert auch nur wenn die Öffnung sehr klein ist, ansonsten ist die Sauerei mit Sicherheit auch da.

Die Oberflächenspannkraft des Wasserfilms an der Öffnung muss groß genug sein damit das Wasser nicht seitlich aus einem Teil der Öffnung ausfließt während im anderen Teil der Öffnung Luft einströmt.

Ist diese Voraussetzung erfüllt, dann kann das Wasser nicht ausfließen da sich im Glas ja kein Vakuum bilden kann, der äußere Luftdruck also das Wasser im Glas zurückhält.

Guten Morgen allerseits,

@ UffTaTa

Du hast die Aufgabe nicht richtig gelesen: die Öffnung wird mit einer Postkarte oder ähnlichem verschlossen. Das funktioniert mit einem ganz normalen Trinkglas (OK, der Rand sollte schon glatt sein.) Was Du meinst würde in der Tat nur mit kleinen Öffnungen, dann aber auch ohne Karte funktionieren. (Davon dass die Karte weg genommen wird war nicht die Rede, denn dann dürfte es mit dem Aufrechterhalten der Oberfläche schwer werden...)


@ Navigato

Wenn es der Unterdruck wäre, würde es auch funktionieren wenn noch Luft im Glas wäre (Probier es aus, dann aber besser über dem Spülbecken oder draußen ;) )

Fassen wir also zusammen:

zu a) es passiert nichts, das Wasser bleibt im Glas, die Karte "klebt" unter dem Glas
zu b) da sich im Glas keine Luft befindet und das Wasser sich ziemlich starr verhält, kann sich dort kein Vakuum bilden (anders wäre es mit einer Luftblase, dort würde sich ein Unterdruck bilden, der aber nicht ausreichen würde um das Wasser zu halten, das Glas läuft aus!), das Wasser und das Papier werden vom Luftdruck an seinem Platz gehalten. Richtig.

Du musst schon schreiben, wer gewonnen hat, sonst kann es nicht weiter gehen.

Oh, sorry ... tue mich da gerade ein bisschen schwer. Navigato hat zwar den Effekt als erster richtig beschrieben, aber die Begründung hat UffTaTa richtig geliefert...

Alles in allem würde ich sagen UffTaTa ist dran. Einfach weil mir die Begründung wichtiger ist.

ich hab schon auch in eine ähnliche Richtung gedacht.
Es aber völlig falsch beschrieben.
Ich hab was von hermetischem Schliessen geschrieben, was Unsinn ist.
Die Oberflächenspannung wäre das Zauberwort gewesen.
Der Unterdruck, der aber theoretisch entsteht, ist gleich dem Luftdruck, der das Wasser oben hält.

Nein, Oberflächenspannung ist eben nicht das Zauberwort. Die Oberflächenspannung würde das Wasser eben in der Tat nur bei sehr kleinen Öffnungen zurückhalten können.

Sie hat aber hier nichts zu suchen, da die Öffnung mit Papier verschlosssen wird.
Und natürlich geht es um den Druckunterschied zwischen der Außenluft und im Glas. Aber nur wenn im Glas auch Luft wäre, könnte (durch das Herunterrutschen des Wassers) evtl. ein Unterdruck entstehen. Aber diese Druckdifferenz wäre nicht groß genug um das Wasser im Glas zu halten. Deshalb funktioniert das nur wenn eben keine Luft im Glas ist. (Oder nur ganz, ganz wenig, habe es schon mit einer Luftblase von knapp einem Zentimeter geschafft, darüber nicht mehr!) Dadurch kommt es eben zu keinem Druck (jedenfalls nicht Luftdruck) im Glas. Weshalb ich an dieser Stelle eben nicht von Unterdruck sprechen möchte. (Kann man sich aber gerne herzlich und lange drüber streiten... wollen wir aber nicht, oder?)

Ich hoffe Du bist mit meiner Entscheidung einverstanden, dass UffTaTa weitermacht. (Wobei, wenn Du gerade eine Frage parat hast... ;) )

Lufton schrieb:Nein, Oberflächenspannung ist eben nicht das Zauberwort. Die Oberflächenspannung würde das Wasser eben in der Tat nur bei sehr kleinen Öffnungen zurückhalten können.

das ist doch hier der Fall.
Das Papier schliesst eben nicht ganz hermetisch ab, und die Oberflächenspannung sorgt dafür, dass das Wasser trotz der kleinen Öffnungen nicht austreten kann.

Wären die Öffnungen gross genug, dann würde das Wasser austreten können, und daneben könnte Luft einströmen.
Wie es UffTaTa bereits beschrieb

Der Unterdruck würde immer kleiner werden, weil Luft im Gegensatz zu Wasser "dehnbar" ist, und das Wasser würde immer schneller austreten.

Bei Flaschen ist das gut zu bobachten.
Am Anfang läuft die Flüssigkeit langsam, dann immer schneller.

Ich soll weiter machen?

Naja, was Einfaches zum anwärmen, bzw. sind zwei Fragen, kommen nacheinander.

1) Ein Fischerkahn in einem kleinen See ist völlig mit Wasser vollgelaufen. Der Fischer steigt in das Boot und fängt dann an das Wasser vom Boot in den See auszuschöpfen.
a) Was passiert mit dem Wasserstand des Sees wenn der Fischer in das Boot steigt?
b) Was passiert mit dem Wasserstand des Sees vom Beginn des Ausschöpfens an?


2) In einem Flugzeug mit hermetisch geschlossener Kabine fliegt eine Mücke rum. Mal hockt sich die Mücke hin, mal fliegt sie in der Kabine rum. Macht es einen (theroretischen) Unterschied (praktisch eh nicht, is klar) ob die Mücke fliegt oder sitzt für das Flugzeug? Wird das Flugzeug also um das Mückengewicht leichter oder schwerer abhängig davon ob die Mücke sitzt oder fliegt?


Antworten auf beide Fragen bitte mit Begründung.

zu 1)

a) es steigt, weil das Boot schwerer wird, und mehr Wasser verdrengt.
b) nichts, weil die ausgeschöpfte Wassermenge, die zur Folge hätte, dass das Gewicht des Bootes kleiner würde, und weniger Seewasser verdrengte, nun im See landet den Pegel des Sees auf seinem Niveau hält.

zu 2)

das ist nbissl schwieriger...

ansich müsste es schon was ausmachen ob sie sitzt oder fliegt, denn wenn sie fliegt trägt sie ihr gewicht selbst, wenn sie hockt dann tut es der Flieger.
Aber der hermetisch abgeschlossene Raum verwirrt mich einwenig...
obwohl Gravitation ist Gravitation. Hat nichts mit Luftdruck zu tun, oder?

Zu 2.)

Esmacht keinen Unterschied (vorausgesetzt wir vernachlässigen kurzzeitliche Änderungen durch Beschleunigung der Fliege)

Begründung: Wenn die Fliege sitzt wirkt ihr Gewicht direkt auf das Flugzeug ein, wenn sie mit konstanter Geschwindigkeit fliegt wird ihr Gewicht (das ist eine Kraft) über das Medium Luft auf das Flugzeug übertragen.

denn wenn sie fliegt trägt sie ihr gewicht selbst

Wie soll eine Fliege ihr Gewicht selbst tragen können?

@OpenEyes

Du meinst, dass der Flügelschlag, also die Kraft, die auf die Luft einwirkt und sie "staucht" (sie ist ja entgegen der Gravitation nach unten gerichtet, und braucht eine entgegengesetzte Ausgleichskraft), über die Luft auf den Flieger einwirkt?
Das klingt richtig.