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Hydraulischer Sprung


CC-BY-NC-SA 3.0

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hydraulische Sprungdensehen Sie jeden Morgen undWeilheimer im Waschbeckenwenn ein Wasserstrahl auf eine ebene Fläche trifft dann sehen Sie dassdas Wasser sehr schnell auseinander strömtdieser Ebene Fläche und dann gibtes einenkleinen Wallund das Wasser gehtaber höherer Ebene weiter dasist schon ein Beispiel für einen hydraulischen Sprungman fastimmer im Waschbecken hierkommt der Wasserstrahl aus dem Wasserhahn raus dasWasser fliegterst schnell auseinander wenn man dazu sagen will strebt erst schnell auseinander unddann kommt ein Sprung in der Höhe und dannist langsamer das ist ja auch mehr Volumen abda kann es langsamer strömen das ist schon hydraulischer Sprung Winkelüber so schnell ich ausgerechnet da gibt's einige sehrForschungsarbeitendazu empirisch wie theoretisch wie man den jetzt ausrechnen kann man muss die Oberflächenspannungmit einrechnen und so weiter aber im großen Stil windrauschen Sprung im großen Stil denkriegt man das hätte ich schoneinfach in Formeln gefasst das wollte ich einmal vorführen wie das gehtist das eine Chance dass man sich noch mal die Gedanken hinter Bernoulli und so weiter klar macht die geht jetzt lustigerweise eben nicht Bernoulli aber andereoder Teileder Gedanken die man da verwendet und auch Teile von den Gedanken die man beim Mädchen gesetzt undWindenergie verwendet die kommen da lustigerweise wieder vor dass einmal wiederholen daranSituation diesich einfacher behandeln lässt ist so ein hydraulischer Sprung ineinem Kanal ein richtig großen kanal nichtim Waschbeckenvon der Seite aus gesehen solldas so aussehenWasser kommt von links ineiner Höhe h 1einer Geschwindigkeit V1heuteein bisschen Luft lassen so kommt das Wasser von links und es geht nach rechtseiner höheren Höhedannwar die mal mit einer Geschwindigkeit V2einer kleineren Geschwindigkeit V2 undsich das Ganze dasWetter im Waschbecken haben in Groß vorstellen im Maßstab eines Wasser Kanals vorstellendazwischen wird es jetztArt Übergang geben müssen das Wasser was rechts höher ist wird natürlich versuchen hier zurückzu laufen aber es wird dann wieder verdrängt werden von dem Wasser was mit hoher Geschwindigkeit von Dingssieht ein hydraulischer Sprung aus undsoll jetzt stationärsein dieser Sprung soll nicht nach links wandern und soll nicht nach rechts wandern sondernandieser einen stetigen kanal stehen bleibenschreibe das jetzt mal so ganz lustig Sprung soll an dieser Stelle stehen bleiben an dieser Stelle bleibennoch nicht wanderndann kann man jetztmit den Erhaltungssätze noch die man so kennt da ein bisschen basteln das ist insofern dann WiederholungzumHintergrund von Bernoulli und Konsortendu die selbst kommt nicht vor aber die Idee dahinter kommen in gewisser Weise wieder vor ich muss mal versucht zusammenzufindenzwischen Höhe links Höhe rechts oder soll ich sagen Höhe vordem Sprung Höhe nach dem Sprung und Geschwindigkeit vor dem Sprung Geschwindigkeit nachdem Stromkreis schon mal Geschwindigkeit vorher ist größerals die Geschwindigkeit nachher und die Höhe vor ist kleiner als die Höhenachher aber was sind jetzt genau die Verhältnisse und wie hängt das mit dem Durchfluss zusammen das noch mal drin vorkommtjetzt eineMenge Wasser dadurchwas war cool an Kubikmeternpro Sekunde und natürlich müssen hinten auch wieder Q Kubikmeter pro Sekunde rauskommenweil nichts verdunstet und nichts versickertwollenwir zumindest nicht dass nichts verdunstet und ist versicherthabe jetzt nicht die dritte Dimension gezeichnetdas soll ein Kanal seinrechteckigenQuerschnittsoll eine breite haben die man jetzt nicht sieht also in den Bildschirm hinein eine Breite bjetzt überlegtman sich welcheHaltung setze einem da einfallenSie eine Chance welche alt und setzte werden wahrscheinlichso halbwegs gelten braucht da gelten welche Haltung Sätze werden wahrscheinlicheher nicht geltensokönnte an Energieerhaltung denken aber wenn sich das hier wirklich bildlich vorstellenhiereinbilde wilderTumultwird höchstwahrscheinlich doch einigesan Energiewerden in Wärme oder an die Luft abgegeben werden und was auch immer also Energieerhaltung sieht nicht so richtig gut aus andieser Stelle nichthier nicht allzu hilfreichzu sein der nur die setzt Energieerhaltung voraus das heißt daswirdein Problem sein wenn Dulli wird nicht funktionieren Impulserhaltunghaben sie gesagt genau dassieht viel besser aus hier versucht man mit dem Bus Leitung zu arbeitenmitjaschickst du sagen mit welchem Impuls mit wie viel Power wievielFilm Momentum was ist Jan im englischen Momente mit wie viel Momentum kommt das Wasser links anwird es voll auf rechts wieder rausgehen weil wo soll das hier verloren gehen ist gar nicht an die Luft abgegeben werden es kann nicht an den Boden abgegeben werden zumindestnicht nennenswert Impulserhaltung sieht gut aus und wir haben natürlich Mass Erhaltung oder war das ja Wasser sein soll inkompressibelsein soll idealerweise VolumenErhaltung des heißt wir haben die Kontinuitätsgleichungkomme ich habe jetzt mal Volumen Erhaltungdas wird auch funktionieren es soll Wasser nicht versickern und nicht verdunsten jederKubikmeter der links reinkommt muss auch rechts wieder rauskommen eigentlichjedes Kilogramm was singst reinkommt ist wieder raus, wenn sie Wasserinkompressibel damuss jeder Kubikmeter der links rein kommt auch rechts wieder rauskommenund der soll auch nicht relativistischsein dass sie irgendwie Masse in Energie und wie auch immer umgewandelt wird nein ganz klassisch diebeiden erhaltungsgesetzversucht man jetzt auf das Problem anzuwendendann kann man zum Schluss der Seele ich mal nachgucken was der mit der Energieerhaltung passiertwird doch einiges an Energie verbratenwenn man so sagen will alsodas Wasser verliert Energie die Energie ist dann anders oder vielleichtist sie dann in Form von TemperaturerhöhungWasser drin aber zumindest nicht mehr in Form von kinetische und potentielle Energie im Wasser drinErhaltung anKontinuitätsgleichungVolumenErhaltungbedeutet das formulierenSie das malmit Höhe undVolumenstromwiehängen die zusammenrechts muss es selber durchfließenkommt linksrheinkriegenproSekundeH1mal V1 maldieundmal von den Einheiten das an Metermal Meter pro Sekunde x Meter Metermal Meter pro Sekunde x Meter dahinter Selig Kubikmeter pro SekundeistVolumenstrom derDings reingeht und das muss der Volumenstrom sein der auch rechts wieder rausgeht hat zweimal V2 mal die Breite des Kanals der kanal soll überall die gleiche Breite habenhe ausgeschachtetvielleicht noch mal so wenn ich das vorstellen vielleicht eine Höhe von 3 Metern und eine Geschwindigkeitvon 2 m pro Sekunde und eine Breite von 2 m das ist jetzt kein Kanal für Schiffe egalich das sovorstellendas heißt jede Sekunde gehen2m dadurcheinVolumen mit einer Höhe von 3 m 2Meter in der Länge 2Meter in der Tiefe also3 x 2 x 2 Meter gehen jede Sekunde dadurcheine wunderbar das ist also der Volumenstrom linksrein rechts raus wirbeide Seiten noch durch B-Teilsieht das etwas hübscher ausheißt also nichts anderes dass die Höhe links die Höhe links mal die Geschwindigkeit Dings gleichVolumenstromdurchdie Breite des Kanals ist und das ist aber auch die Höhe rechtsdie Geschwindigkeit rechtszur Volumen Erhaltung daswar der einfach über Teil etwasschwieriger wird sie jetzt mit der Impulserhaltung Energieerhaltung hattesowieso schon immer hingeschrieben das ist dieEnergieerhaltung Impulserhaltungist insofern etwas ungewöhnlicherlinks Tempos reinhintenhydraulische Sprung mussrechts Impuls raus sein man könnt ihr sich so ein Volumengucke mir diesesVolumen an in das Volumen fließtbestimmteMassean Wasser pro Sekunde Rhein über einfach mal zu Wasserraus diese Masse fließt der Rhein mit seinen ImpulsdieseMasseImpuls mussam Ende aber auch wieder raus fließen und dann dieselben Impuls haben wir mussten den Bus wieder mitnehmenich gucke mir das an wennda eine Tonne Wasser verlängern fließt wie viel Impuls nimmt die mit in dieses strichlierte Volumen undwenn sie dann wieder raus schließt MusselinImpuls auf wieder mit rausnehmen aus dem studierten Volumen sonst sammelt sich in den Volumen im Bus an daskann offensichtlich nicht auf die Dauer gutgehen derSprung kann der nicht an dieser Stelle stehen bleibenguckt man sich jetzt an von links kommt einean Wasser inunser Strich jedes Volumen ja kontrollvolumenhinein wieviel Bus istdas was dann rein derreingeht und entsprechendauf der rechten Seite das muss gleich sein undmuss das an ImpulserhaltungMasse mdas Volumen was ich da strichliert habewas nimmt der Impuls zu Impuls das habe ich das alles hier in pink raise so Impulsnimmtum ichsollte das klar anmachen der Impuls innerhalbvon dem strichliertein Gebiet imstrichliert Volumen und was nimmt der zuwir das mal vorher mit dich nicht hin einStück Massezurückscrollen ein Stück Masse kommtin dieses Volumen rein und wie viel nimmt der Impuls innerhalbvon dem Volumen zuden ein alter kriegen wir hin also dieseMasseWasser bringtein bestimmten Impuls mit nämlich Masse mal Geschwindigkeit sovielImpuls bringt diese Menge mit an Wasser dasist schon mal gutMasse mal die Geschwindigkeitabsurderweiseunddas vergisst man gerne und deshalb halte ich jetzt ein bisschen drauf rum absurderweise ist nicht nur der Impuls den das Wasser mitbringtes gibt noch mehr weilnämlich nicht nur diese Menge an Wasser hinterstrichlierte Gebiet reinkommt sondern weil es rein gedrückt wird es wird ja hier mit einer Kraft von außenrein gedrückt und wenn sie auch irgendwas mit einer Kraft drücken kriegtdasauf dass sie drücken einen Impuls das muss ich jetzt auch noch berücksichtigendieseMenge an Wasser wird hier rein gedrückt in Main Gebiet wieviel Impuls kommt dadurch zudem Gebiet dazu dass diese Menge an Wasser rein gedrückt wird die läuft hier durch das ist meine Menge an Wasser da fängt sie an und zum Schluss ist sie da die wirdrein gedrückt habe ich für Impuls gibt es dazu noch mal durchdie Kraft AnwendungImpuls ist auf gesammelte kraftimpuls ist integrierte Kraft dass es vielleicht etwas raffiniertkurz Exkurs Newtonist Masse mal Beschleunigung wennSie eine Krafteinen gewissen Zeitraum SummitDelta t wirken lassen steht da Kraftmal Delta t = Masse x Beschleunigung haltDelta tmal Delta t dasist und was ich die Geschwindigkeit ändertundda steht da auf der rechten Seite die Änderung des Impulses schreibmal hier Delta Impuls und ich delta-p zu schreiben sonst geht das Durcheinander mit Druckwas ist die Änderung des Impulses dieÄnderung des Impulses istKraft mallange diese Kraft wirktist der Trick derImpulssozusagen nicht nur sozusagen der Impuls ist auf gespeicherte Kraft der im Bus ist integrierte Kraft also ich gucke mir an wie lange diese Kraft wirkt nicht über welche Strecke Berlinhat jemand sagt mir die Strecke Energie hat was mit Strecke zu tun arbeitet mit Strecke zu tun Arbeit ist Kraftmal weg aber Impuls ist lustigerweise Kraftmal Zeit imPuls ist auf integrierteund zwar nach der Zeit auf integrierteauf gespeicherte Kraft Impuls ist sozusagen angesammeltdie Kraft das brauchen wir jetzt als wir brauchen Kraft mal Zeit hiermuss sowas stehen wie Kraft maldamitdann Impulsänderungpassierthabe hier Schmalz unten noch mal hin ich habe ja meinenkontrollvolumenund da kommt meine Masse an überso dieMasse steht vor der Tür und siewaren das jetzt da reinkönnen Sie über Kraft und ZeitsagenSODIKrafttierdie hat was zu tun mit einem Druck sondern überlegen wie der zustande kommt ist bisschen raffinierteDruck mal Fläche hierdas muss eine Fläche a sein Eindruckder auf diese Fläche wirkt dasgibt mir dann eine Kraft ich werdeangeschoben ja als Wasser werde ich angeschoben von dem Druck reingeschobendurch den Druck dasmit dem Druck ist natürliches täglich warum ist es mit dem Druck hier eklig warum ist der ungeschicktdieser Druck am oberen Ende undwir sagen auf dem Wasserspiegel da haben sie den anders Fähren Druck am Unternehmen am Theater sphärentor + eben10 bar die mal Daumen pro Meter dazu dieser Druck ist nicht konstant das macht es ärgerlich wirlügen uns hier raus und nimm einfach den Druck in der Mittewird dann ja entsprechend dann zu der Kraft werden die auf die Gesamtfläche wieAktienund so weiter aber es kommt offensichtlich, integriertes sehr brauchst das wenn man den Druck in der Mitte nimmt dasheißt wir nehmen hier denAtmosphärendruckplus RomAG x H1 halberomer-gx H1 wäre der normale übliche du statische Druck ich nehme nur die Hälfte davon high undaposphäre Druck schreibe ich mal nicht dazu mussich gleich noch was dazu sagen warum ich den ganz dreist weglasse der wird sich hoffentlich ja insgesamtich lasse dasmuss ich gleich noch sagen warum ich den weglassen darf insgesamtgeht der sich weg aber gleich mehr dazu die Flächeaber natürlich noch die Fläche hier ja wie groß ist die Fläche das ist die Höhe hoch und die Breite tief das ist H1 mal Bkann man das fürdie rechte Seite entsprechenden schreiben ichhab's gar nicht mehr hin rechtsentsprechendwas weg geht an Impulsjetzt gleichlinks kommt rein die Masse von einem wasserpaket mal die Geschwindigkeit+ und jetzt wird's etwas unübersichtlichwomal geh mal die Höhe halbemal die Höhe alsohaarquadrat denn hier mal die breite malDelta tdas muss rechts wieder rauskommen also im x V2 + Romageh mal 12 Quadrat halbe mal die Preise maltdassieht nocheher unschön aus sehen Sie mir Chance jemand das auf etwas gewöhnlicherGrößen bringenkannMassehier unser Wasser Paket braucht Delta-T umdurchseinen Stelle durch zu laufen dawird nur etwas mit der Masse hier machen könnennehmen den Teufel Volumenstrommal Delta tvielsind in meinemPaket da drin in meinem Wasser Pakete drinnen das sind die Kubikmeter wenn die Kubikmeter noch mit der Dichte multiplizierehabe ich die Masse aufder Seite natürlich genausoHier ist also guckmal Deltat malhoch undjetzt sehen Sie die Gleichung bleibtam Leben wenn ich auf beiden Seiten des Delta-T Streichedas Delta t streichen dann ist das schon deutlich freundlicherjetzthabe ich grüßen die dawirklich vorkommender Volumenstromdie Dichte Geschwindigkeitdichte Schwerebeschleunigungachdu lieber mir die Dichter die kann ich auch noch überall rausstreichen ihr damit die Dichte dabei die Dichte da anbei die Dichte damit die Dichte dannwird das schon sehr übersichtlichgelernt dassfolgendes gilt der Volumenstrommal die Geschwindigkeit1+xH1Quadrat halbe Bdasgleiche mit sprechendem dann auf der anderen Seitex V2+Schwerebeschleunigung H2Quadrat malB Quadrat was jetzt noch nervig ist dassich V&Hdrinnen habe diekönnten sie das Paul loswerden das V durch 1 h ersetzen das alles nur noch mit der Höhe hierfunktioniertdass ich irgendwas mit der Höhe links mit der Höhe rechts aber dann wird es übersichtlicher wie könnten sie das V durch die Höhe ersetzendu hattest V1 kriegen mit Hilfe der Kontinuitätsgleichungumgewandeltin H1nämlichV1istdurch Fluss durch breite durchhör mal gucken V1 ist durch Fluss durch breite durchHöhedas verwende ich jetzt hier das ist durchFluss durch breite durch Höhe und hier natürlich genausofinden wir wie es kommt jetzt absurderweise QQuadratdas glaube an echt Q Quadrat durch die Breite und dieHöhe +geh mal dieHöhe ins Quadrat halbe mal die Breite ist dasselbe auf der anderen SeiteBreiteHöhe2unten habe ich verschiedenschwerBescheinigung für zwei Quadrat halbe Bundjetzt würde ich war zu hübsch ist würde ich noch ein B wegnehmenhieraus dem Nenner wennwir beide Seiten mit der Breite Multi zierendie breite da weg da steht sie ins Quadrat da ist sie weg da steht sie ins so wird übersichtlichwir haben jetzt eine gleiche und gehalten nurfür die Höhe links und die Höhe rechts absurderweise ausder Impulserhaltung reingemischtjetzt auch die Volumen Erhaltung habenwir etwas erfahren dassdiese Größe auf der linken Seite gleich der Größe auf der rechten Seite sein muss entsprechend gebildetmuss eine Fußnote gerade noch richtignach tragen soweitjetzt erst mal die Herleitung das deuten wir jetzt gleich aberso erstmal die Herleitung muss noch mal nachtragen warumich denn den Atmosphärendruckich möchte mit rein gerechnet habeist die Standard Literatur gucken Geldist einfach so vom Himmel und keiner verrät ihn das mal wieder warum schreibe ich hier nicht dazu Atmosphärendruck+ der Witz ist ja der Atmosphärendruckvon allen Seiten wennSie die Impulsänderungdurch den Emos fairen Druck berechnenwollen müsstenSie über die komplette Oberfläche integrieren unddann hebt sich das ja was für nichts drückt drückt auch wieder von rechts und so weiter und so weiter drehtsich zum Schluss Weg ich tu dir keinen Gefallen wenn ich den hier dazu schreibe weilich müsste ihn jetzt überall addieren auch da wo Luftistwo Fußboden ist hier dasmacht keinen Spaß ich lass ihn einfach direkt wegnachgetragenwarum ich den Atmosphärendruckda einfach rauswerfen ignorierenhaben wir also diese Gleichunghatte ja mit dem Impuls zu tun die das angucken das hat die ganze diverserKürzungen mit dem Bus zu tun der reingehtSie mit einem hohen Wasserpegel Rhein gehentempus wird groß kann man sich vorstellen wennsieeiner hohen Geschwindigkeit reingehendas Wasser niedrigDurchfluss dasWasser ist niedrig wenn sie mir noch hohen Geschwindigkeit reingeht sehen Sie Ihr ja da kommt eigentlich die Geschwindigkeit her derPegel ist niedrig 1 durch den Pegel ist hoch dann wird der hier groß außerdem puls kann auf zwei Arten groß werden tempus teensyüber die hydraulischen Sprung der kann auf zwei Arten groß werden dann kann groß werden indem die Geschwindigkeit groß ist das ist der erste Teil oder er kann groß werden indem die Höhe groß ist und dafür die Geschwindigkeit kleinesdie 10 Fallout 4 mal angucken das ist ja jetzt eine Funktion von der Höhe unddas so siehtder linken Seite plotten sodass komme einfach mal Plotten was steht hier auf der linken Seite auf der rechten Seite steht ja was entsprechendes vonH1 hängtdiese Ausdrücke jetzt ab Quadratdurch H1g mal h 1 Quadratmal B Quadrat skizzierenSie malwie hängt dieser Ausdruckder Höhe abmal DaumenVerlaufwirhaben also eine Hyperbel sozusagen als durch Xdem Weg Neustadt infiziert wir haben auf dieser Seite eineder Seite haben wir eine Parabelmit irgendwelchen vielfachenverziert jeweils wenn Sie die beiden addierensymbolisch geht's hier jadie Vertikalachsedran so kommen wie erjetzt ist die Aussage ok was ich dänse ausrechneauf dieser Kurve mussauch rechts wieder rauskommenderselbenFormellernt man jetzt also über den hydraulischen Sprungüberlegen uns also VH1 liegen sollte H1 istja für die hohe GeschwindigkeitTiefeHöhe H1 sollte er klein sein sollversteh gar nicht H1 dann schreibe ich sollte ihr vielleicht hadern schreiben hier auchda haarquadratso seinsollte ihr klein sein jetzt rechnen wir aus was diese Formel sagt kriegenirgendein Wert raus das ist Dir wert auf der linken Seite sehenSie jetzt die Brigg wie es weitergehtziehen einfach diesehorizontale weiter und dann musst hier H2 sein die große Höhewenn sie H1 reinsetzen die Formel kommt das selbe raus waswenn sie hat früh einsetzen in die Formel undsie sehe nach das passt also auch zu den Beobachtungen wir haben für 2 verschiedene Höheneine Chance gibt 2 Lösungengesehen haben ganz rund sind grüne Wand und sind gibt's nur eine Lösung abernormalerweisehier oben 2Lösung sie können eine kleine Würfel und deine sprechen eine hohe Geschwindigkeit man kann der umrechnen angeben odergroße Höhe und eine entsprechend kleine Geschwindigkeit es funktioniert für 2 verschiedene Höhen Zweideutigkeitdeshalbklappt es überhaupt mit dem hydraulischen Sprung Mariaan zwei Stellen eine Lösung habenman sieht im Regelfallwird es zwei Möglichkeiten geben undjetzt noch ein bisschen weiter rechnen nicht zu viel weiter Rechner aber etwas weiter Rechnung noch ein bisschen was über diese beiden Möglichkeiten herauszufindendas linke Q Quadrat und so weiter mal nach rechts rüber dann steht da das ist Kupferdraht mal 1 / h 1 - 1 / h2soum ist das ja auch sinnvoll H1 ist kleiner als h21/ H1 ist größer als einzig h2so wird es positiv sein ich habe den Thermen nach links gebrachtauf der rechten Seite wasich die ganzen mit G zusammenda habe ich also geh malQuadrat halbeunddann die Differenz derder Höhenkann ich die beiden hier noch zusammenfassenBruchrechnenauf einen Hauptnenner bringen h1 h2 unddann steht da H2 - H1im Zähler steht Ihnenbei der gleiche und was Nettes auf was man jetzt rausschmeißen kanndie dritte binomische Formel Hier ist also H2plusH1mal H2 -H1da hinten die Differenz der Quadrate istSumme mal Differenz indomiejetztsehen Sie auf der linken Seite H2 - H1 auf der rechten Seite H2 - H1kürzlichKürzen darf ich aber nur wennjetzt raffinierter aber ganz wichtig ich hoffe jemand ändert sich dran wann dürfen sie jetzt hier kürzensehr schön darfich dann wenn H2 ungleichH1 ist das will ich ja gerade ichmöchte das die ungleich sind wenndie beiden gleich sind steht da 0 durch irgendwas Null durch irgendwas und ich möchte bitte nicht links und rechts durch 0 teilen das würde nicht gut funktionieren alsodas darf ich nur wenn die beiden ungleich sind aber genau das ist die Situation diemich interessiert dass die beiden ungleich sindund dann sind wir also bei QQuadratdurchdas Produktder beiden Höhen ist jetzt auf der linken Seite übriggebliebenist gleichbreitins Quadrat halbe mal die Summe der beiden Höhenkriegt also eine recht handlicheGleichungwennich habe das was du noch mal dazu wenn die beiden Höhlen ungleich sindmache Ständchen drandie Gleichung ist gleich nach hilfreich dernächste ingenieurmäßigspannende Schritt ist wo ist jetzt hier die kritischeHöhe hier unten genauin dem Minimum habe ich die kritische Höhe oder dann auch die kritische Geschwindigkeit die schreibt man harit weitist persisch nur noch eine Lösung gibtgespannt die zu wissen wie können Sie die bestimmenoffizielle weg ist also sie bestimmen die Ableitung dieser Funktion und gucken sich an wo das Minimum ist wo ist die Tangente hier horizontal Ableitunggleich Null setzen nach H auflösen der etwasHände wedeln darauf weg ist folgendes wenn ichdavor bin nichtgenau eine Lösung hier habe sondern gerade noch zwei Lösungen habe dann gilt diese Gleichung ja nochdannsind diese beiden Höhen die ich rauskriege kurzbevor ich dann noch eine Höhe habe sie dir mal praktisch gleich John steht quasi das Quadratso einer mittleren Höhen hier steht die Summe von so einer mittleren Höheheißt diese Gleichung muss ja doch geltenwenn die beiden höhengleich sind unddann finde ich Quadratdurch Hkritisch Quadrat =wir beschleunigen weit ins Quadrat halbe mal 2 mal die kritische Höhe undfällt hier die zwei Weg auf der rechten Seiteist einedritte Potenz Obi schrecklich wir kriegen also Q Quadrat des gehe nach unten unddas B nach untenvon der rechten Seite weg G&Bnachlinks komplettauf dierechte Seite dann steht hier die dritte Potenz der kritischen Höheundich lerne also kritische Höhe istalso mit sie dritte Wurzel die dritte Wurzelaus Kupferdrahtdurchschwere beschleunigt mal die Breite ins Quadratalsowenn Sie wissen wie viel Kubikmeter pro Sekunde der durchgehendwie breit der Kanal ist könnenSie jetzt sagen beiwelcher HöheSieg ein Hund deutsche Funk haben können undwenn die Höhe größer ist müssenSievorher das Wasser auch tiefergewesen sein aber der Versteller gewesen sein und wenn die Höhe kleiner ist als diese kritische Höhe müssen sie auch irgendwo könnte das Wasser auch umspringen dass die Höhe größer wird und die Geschwindigkeit kleiner ist also kriegt man kritischeHöhe rauskritisch welche Geschwindigkeit hat das Wasser denn in dem Fall normalerweisegibt man diese kritische Geschwindigkeit an nicht die kritische Höhe kriegst natürlich wieder mit der Kontinuitätsgleichungwenn sie mal warGeschwindigkeit istQdurch BreiteundHöhe alsokriegen wir hier die kritische Geschwindigkeit =Q / Breiteund H kritischunddas ganz oben einsetzt habe ich keine Lustschon irgendwas werden und normalerweise gibt's dann die kritische Geschwindigkeit gibtman die anRandbemerkunggibt an der Stelle den Herrn fruit der komisch geschrieben wird einBrite frich so scharf so langsam have aero.defruitgesprocheneine Pute Zahl= 1diese Geschwindigkeit gleichder kritischen Geschwindigkeit ist ich will in die Formel dafür nicht antun sieht nicht so ein Drama aber ist sie ist für uns nicht so spannend dass mankann sichströmende Wasser mit Hilfe der Futsal charakterisierenistes schnellist die Brutzeit größer als 1 und es ist langsamist die Vielzahl kleiner als als überkritisch unterkritisch nurRande erwähnt die kommt das nicht vor ich wollte am Rande erwähnt habensie mal was von dem Herrn gehört habenich jetzt noch spannend finde vordem didaktischen Hintergrund dass meine ganzen Begriffe nochmal wiederholt DruckEnergieistEnergie Verlust wieviel Energie geht jetzt verloren über den hydraulischen Sprung werdenjetzt die Busse Haltung angewendet und die Kontinuitätsgleichungangewendetzu sagen was passieren kann und wir haben gesehen ob ihr es gibt normalerweise zwei Möglichkeiten es sei denn ich habe die kritische Geschwindigkeit gerade und entsprechen die kritische Höhe ansonstengibt es zwei Möglichkeitenwäre noch dasletzte was ich machen würde an der Stelle der EnergieverlustAnfang gesagt die Energieerhaltung ist eine schlechte Idee andieser Stelle wie viel Energie geht jetzt in dem Tumultjaviel Energie geht hier in dem Tumult verlorenhierdas kann man jetzt ausrechnen dasnoch eine schöne Wiederholung für die Zutaten von Bernoullihätte natürlich gerneeineVerlustleistungam bestenwas gucken muss erst den Energieverlust an für eine bestimmte Menge an Wasserdie Masse kommt Dings rein kommt rechts wieder raushabe mit delta-e wasist der Energieverlust für diese Masse und dann kriegen wir gleich daraus auch eine Leistung ich möcht natürlich eine Verlustleistunghaben wasdenn du das mal zusammen der Energieverlustfür eine Masse links rein rechts raus siewissen wieviel Geschwindigkeit und bringst rechts waspassiert mit der Energiedie kinetische Energie einhalbmal Masse mal Geschwindigkeit Quadrateinhalb Masse mal V1 Quadratvon links rein an Energie in dieses Spiel Hirte Volumen von eben einhalbMassimoV2Quadrat rauspotentielle Energie NRGx hmagx H1halt jetzt aber vorsichtig ist das die potentielle Energie ichschreibe auch schon mal hin MAG malhar 2 wieder rausdasist aber nicht die potentielle Energie denkst egal mal nach sohier fehlt also durchzwei Vorsicht Vorsicht die potentielle Energie ist ja nur halt so groß siehaben ihr Wasserwir haben ihr Wasser auffüllen Uhr undjetzt schieben Sie das Wasser zusammen zu so einem Blog dannbleibt ja vieles von dem Wasser aufder Höhe Null einiges geht auf die volle Höhe im Mittel istin der Mitte dann hör es kommt auf die Höhe des Schwerpunkts an die potentielle Energie geht mit der Höhe des Schwerpunkts die Hälfte der Höhe Vorsicht an der Stelleinteressiert jetzt nicht was dir der letzte Tropfen Wasser kriegt ichwill ja diepotentielle Energie wissen in den ganzen derunterste Tropfen Wasser kriegt gar keine potentielle Energie im Verhältnis zum Nullniveau derganz in der Mitte die Hälfteder Energie da ganz oben im Mittel habe ich ja halbe stehen also es geht um die Höhe des Schwerpunkts Vorsicht an der Stellemit dem Druckschon ganz 30 P mal V machen wir das einfach so gleich muss ein bisschen noch was zu dem Druck dazu sagen ein Jahr mir ist eben schon P mal V ganze Zeit hingeschrieben also hierhätte ich jetzt gerne den Druck Dings mal das Volumen - den Druck rechts mal das Volumenwasschätzen Sie Ihr für den Druck links dann aber einkommt der her sohier ist also wieder die halbe Wassersäulewir sind hier in unserem Wasservolumendrin ander oberen Kante habe ich den Atmosphärendruck an der unteren Kante habe ich Atmosphärendruck +bar ungefähr pro Meter ichnehme den mittleren Druck eigentlichmüsste ich integrieren aber das konntest du brauchst du nicht den mittleren Druck nehme diesind sie nebenbei dass ich den Atmosphärendruck ignorieren kann jeden was wären Druck drauf da den Amos Fähren Druck drauf sebis Volumen dahinter Aktiender Atmosphärendruck ist egal hebtsich Weg nebenden bitteren Druck also die denDruck derhat sich durch die halbe Wassersäule =xH1 halbeund hier bei dem Puck entsprechend Roma g mal hhalbejetzt die Druck Energie reinzuschreiben ist ein bisschengewagt das Ergebnis ist richtig ich würde lieber so erklären wir gucken uns eigentlichnicht so eine Druck Energie an das ist vielleicht etwas komischMac gucken ganz normal die kinetische Energie und die potentielle Energie an und dann gucken wir uns noch an wenn dieserBlog hier anWasser wenn der in unserer Strich geht es Volumen reinkommt danner Arbeit verrichten der muss andiesem Volumen Arbeit verrichten gegen den Druck wird er eine bestimmte Strecke bewegtdann kommtmal V raus das wären offizielle Weg dahin siehatten das jetzt alle ÜberdruckEnergiefind's schwierig ich würde mir lieber überlegen dieserBlog wasser muss eineKraft aufwenden wird dabei um eine bestimmte Strecke bewegt das heißt in dem Strich Lippenvolumen haben wir danach mehrEnergie so kommt das eigentlich zustande Ergebnisist dasselbe ist aber etwas entsagensauberer begründet dann dasist derjetzt wie viel Energie gehtrein wie viel Energie geht raus das muss der Energieverlust sein über den hydraulischen Sprungwürde ja die Verlustleistung haben dieVerlustleistungP Leistunglinks rein Leistung rechts raus unddie Differenz das muss die Verlustleistung sein wie kommen Sie jetzt von mir Dagi Verlust für diese Masse zur insgesamtder Verlustleistungmuss durch Zeit teilen wielange dauert es bis diese Masse dendas Modul reingeschoben istwie lange dauert es wie das bisschen zu Masse vonEnde des Volumens wieder raus geschoben istdurch eine Zeit auf ihr steht dann einhalb mal die kann mir schon zusammenfassenob wir steht an einem Masse durch eine Zeit V1Quadrat - V2 Quadrat hierpassiert das entsprechende im mal g halbekann ich zusammenfassen hier steht derzeit A1- A2hier stehtroh mal g halbe,auch zusammenfassenh1 - H2unddann haben wir das Volumen oder hinten Volumen durch die ZeitZeit müssen wir es irgendwie greifbar machenMasse pro Zeitwieviel Masseprozent haben wir wie viel Volumen mache das wie viel Volumen pro Zeit haben wir dennso entsteht also cool Volumenprozentdas ist cool hintersteht dasVolumen pro Zeit und die Massepro Zeit ist dann die Dichte malwie viel Kubikmeter proSekunde ich habe hier die Masse pro Zeit Roma Akku jetztsieht man dass man ganz viel ausklammern kann rororokann man ausklammernqqq,ausklammerndann bleibt hier V1 Quadrat - 2 Quadrat halbe vonQuadrat halbejetzt noch da steht noch ein G halbe mal die Differenz der Höhenhabe ich ausgeklammert Kuh habe ich ausgeklammert die halbe mal die Differenz der Höhlen diehalbe Differenz erhöhen und noch mal die halbe differenzieren das heißt hier steht geh maldie Differenz der Höhen ohne halbefällt in einigen Lehrbüchern Soho vomHimmel um einfach dich halt wo ich jetzt gepackt einhalb gebliebensie haben einmal einhalbbei der potentiellen Energie und einmal einhalb aus dem Druck und beides fühlt sich lustigerweise zusammengeh mal die Differenz der Höhenjetzt kommt eineLänge Rechnung die ich ihn nicht antun werrechnen hin und her sie verwenden die Kontinuitätsgleichungsie verwenden insbesondereaber auch dieseGleichung hiersie dann einsetzen mit Qualitäts Gleichung und Sternchen sozusagen undfinden dann zum Schluss folgendes dasist ein VierteldichtemalVolumenstrommaldieDifferenz der Höhen H2 - H1in diePotenz durchdas Produkt erhöhendazwischen kommt viel dummesrum umrechnen das hat jetzt nicht mit in die nördlich nichts zu tunkommt dann zum Schluss raus Bandist hier die dritte Potenz alsowenn die beiden Höhe in ungefähr gleich sinddas gar nicht so schlimm abersobald die beiden Höhen nennenswert auseinanderlaufen gehtdie differenzieren die dritte Potenz rein und man hat massiv eine Verlustleistung auf jeden Fall ist diese Verlustleistunghier nicht Nulldie beiden Höhlen sind gleich das hier ist nicht nurgleich H1 ist