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Saugwirkung von Strömungen
Auf vielen Webseiten wird über die Bernoulli-
Daniel Bernoulli ... fand ... heraus, dass bewegte Luft, die an einer Stelle schneller strömt als in der Umgebung, an diesem Ort einen Unterdruck erzeugt.
Strömende Flüssigkeiten und Gase üben einen geringeren Druck auf ihre Umgebung aus als ruhende. Je höher die Geschwindigkeit, umso kleiner der Druck.
Zu erklären ist dies mit dem sogenannten Bernoulli-Effekt. Danach wird der Druck umso niedriger, je schneller die Luft strömt.
Danach entsteht ein Unterdruck, wenn ein Medium an einem Objekt schnell vorbeiströmt.
Auch in Schulbüchern heißt es:
Der Druck in strömender Luft ist umso kleiner, je größer die Geschwindigkeit der Luft ist.[1]
Der Druck in einer stationär strömenden schwerelosen Flüssigkeit ist umso kleiner, je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist.[2]
Löffel werden vom Wasserstrahl angezogen.
Versuche zum Nachweis des hydrodynamischen Paradoxons (Saugwirkung einer Strömung):
- Hält man einen Finger in einen Wasserstrahl, so kann man deutlich sehen, wie der Wasserstrahl angesaugt und aus seiner Richtung abgelenkt wird.
- Zwei Löffel werden in einen Wasserstrahl gehalten: Man spürt sehr deutlich die Kraft, die die Löffel gegeneinanderdrückt.
...
Das Abdecken von Dächern erfolgt ebenfalls durch eine Saugwirkung. Oberhalb des Daches tritt durch die hohe Geschwindigkeit ein Unterdruck auf, während unterhalb des Daches der normale atmosphärische Luftdruck herrscht.[3]
Strömung durch Rohre – Das ist der klassische und relativ problemlose Anwendungsfall der Bernoulli-
Strömung ins Freie – Unterdruck ist möglich, aber nur relativ nahe an der Austrittsstelle.
Irrtum oder zumindest missverständlich
Eine schnelle oder langsame Strömung hat nicht automatisch einen tieferen oder höheren Druck! Die Bernoulli-
Im Freien entstehen Druck- und Geschwindigkeitsänderungen, wenn das strömende Medium umgelenkt wird:
- Wind oder Wasser, das über eine gerade Tischplatte fließt, übt keine Kraft auf diese aus. Es entsteht kein Unterdruck.
- Wird das strömende Medium durch ein Objekt umgelenkt, dann erfährt das Objekt eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung. Z. B.:
- Wenn der Wind wie oben abgebildet blasen würde, dann würde er vom schrägen Dach nach oben umgelenkt. ⇒ Das Dach würde an der Stelle, wo der linke Pfeil ist, nach unten gedrückt. (3. Newton'sches Gesetz)
- Der Wasserstrahl folgt dem Löffel (Coanda-
Effekt ) und wird nach außen abgelenkt. ⇒ Auf den Löffel wirkt eine Kraft nach innen.
Im Freien ist die Bernoulli-
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Siehe auch
- Falsche Anwendung der Bernoulli-
Gleichung – Weitere Beispiele für den Irrtum, dass hohe Strömungsgeschwindigkeit pauschal mit geringem Druck gleichgesetzt werden darf (wobei fatalerweise trotzdem oft eine plausible und scheinbar richtige Erklärung herauskommt!)
Quellen
| [1] | Kaufmann, Zöchling: Physik in unserer Welt, Band 2, Wien: Hölder-| [2]
| Josef Schreiner: Angewandte Physik, Teil 1: Mechanik, Thermodynamik, Optik, Wien: ÖBV & HPT, 1. Auflage 2001 (ISBN 3-209- | [3]
| Kraker, Paill: Physik, Band 1 HTL: Mechanik, Wärmelehre, Wien: E. Dorner, 1990 (ISBN 3-900942- | |