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physik praktikum (Fach) / Übungstag 2 - Flüssigkeiten (Lektion)

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• Dynamisches Grundgesetz (2. Newetonsche gesetz) F = m*a Kraft (vektor) in Newton a = Becshleunigung m/s^2 (Vektor) m = Masse in kg  (Skalar)
• Vektor gerichtete größe im Raum  z.B. Geschwindigkeit, beschleunigung, Feldstärke, kraft
• Skalar größe ohne richtung (Richtungsangabe macht keinen sinn) z.b. masse, ladung, zeit, kontostand, volumen 
• Drehmoment M = r x F (Vektorprodukt) M = F * l  M = F * r * sin alpha richtung von M = drehachse ( Vorzeichen gemäß schraubenregel)
• Statisches gleichgewicht Körper ist in ruhe wenn die vektorielle Summe aller auf ihn einwirkenden Kräfte , sowie die summe aller auf ihn wirkende Drehmomente Null ist  Summe Fi = 0 und Summe Mi = 0
• Kräftegleichgewicht summe Fi = 0 = reaktionskraft der Achsenhalterung F(achse) = F1 + F2 = 0
• Hebelgesetze im gleichgewicht gilt summe Mi = o also das gleichgewicht der drehmomente r1 x F1 + r2 x F2 = 0
• Schwerpunkt ist der nach Masse gewichtete Mittelwert der positionen aller Massepunkte eines Körpers = Vektor bezüglich aller gravitationseffekte verhält sich ein starrer Körper so, als wäre all seine Masse in seinem Schwerpunkt vereinigt
• gleichgewichtbedingungen für stabiles gleichgewicht / labiles gleichgewicht / indifferentes Gleichgewicht schwerpunkt unter drehachse / oberhalb der drehachse / schwerpunkt auf drehachs
• kraftwirkung auf starren körper: an einen beliebigen punkt wirkt sie als 1. beschleunigende Kraft auf den schwerpunkz 2. als drehmoment das den körper um seinen schwerpunkt rotieren lässt dies werden als Kräftepaar zusammen gefasst
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• Kräftepaar ein KP besteht aus zwei gleich großen Kräften die zueinander parallel sind, aber in zwei entgegengesetzte richtungen wirken es kann den Massenmittelpunkt nicht bewegen - es verursacht ein drehmoment das den körper im seinen Massenmittelpunkt dreht 
• die orientierung des drehmomentvektors eines kräftepaars ergibt sich aus der Schraubenrege
• beschleunigende kraft greift am schwerpunkt an - erzeugt kein drehmoment (da angriffspunkt = schwerpunkt) wirkt in richtung der ürsprünglichen kraft
• wenn mehrer kräfte an einem körper angreifen konstruktion für jede kraft einzeln machen - dann daraus erhaltene drehmomentvektoren vektoriell addieren die übrig gebliebenen kräfte im schwerpunkt verden vektoriell zur resultierenden beschleunigenden kraft addiert
• Gleichgewichtsbedingung am Unterarm l(G) * F (G)  = l(M)* F(M)
• Gleichgewichtsbedingung an der Hüfte l(G)*F(G)  = l(M)*F(M)
• dichte rho = m/ V kg/ m^3 dichte von wasser ca 1000 kg / m^3
• hydrostatischer druck p = F / A = mg / A = rho*V*g / A  = rho* h* g
• Auftriebskraft delta p = (rho * G *h1)-(rho*g*h2) F(auftrib) = delta p * A =    rho*g*(h1-h2) *A   =   rho * g * V Körper schwimmt falls F(auftrieb) > F(gewicht) also     rho(fl) * g*V   >  m*g wenn körper schwimmt entspricht die Auftriebstkraft der gewichtskraft des verdrengten Flüssigkeit
• Viskosität = Zähigkeit wird durch intermolekulare reiungskräfte verursacht ohne extrene kräfte kommt eine strömung zum stillstand
• Dynamische viskosität - kinematische viskosität n (Pa s) =  pr * r^4 * g * h /     8 * l * V        * rho * t                     = K also n = K * rho * t  - dies einsetzen --> rho kürzen Kinematische viskosität: V =    n / rho      = K * t     ( m^2 /s)
• laminare strömung Parabolisches geschwindigkeitsprofil
• Gesetz von Hagen-Poiseuille V / t   =  pi * r^4 *delta-p   /   8 * n * l  indirekt proportional mit länge des rohres? wenn radius verdoppelt wird - kommt 16 x so viel flüssigkeit pro zeit durch
• viskosimeter flüssigkeit hochziehen und schauen wie lang es braucht um zurück zu fließen
• oberflächenspannung = folge von kohäsion - anziehung zwischen den Flüssigkeitsmolekühlen oberflächen wollen so klein wie möglich sein -> Kugel
• Oberflächen Energie / Oberflächen spannung Bsp drahtbügelmethode delta W / delta A   =    F   / l   = sigma    Oberflächen Energie in N/m Oberflächen spannung in J/m^2
• messung der oberflächenspannung mit dem stalagmometer sigma =  C * (rho/n) n.....Tropfenanzahl C........  (g * V (vorrat))  / l
• strömungswiderstand R = delta p  / V    in (Pa s / m^3)
• reynoldszahl Re = rho * v * r   / n   (keine einheit) R > 1200 -> laminareschlägt in turbulente strömung um

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