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oli4


Newbie
   
warum tönt es eigentlich, wenn ein tropfen ins wasser fällt? :)

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notaboutnothing.ch/blog

Beiträge gesamt: 35 | Mitglied seit: Jan. 2005 | Erstellt: 12:22 pm am Aug. 16, 2005 | IP
wittmann


Advanced Member
   
Nun, ich schaetze mal da fuer einen kurzen Moment, in dem Zeitraum wo der Tropfen auf die Oberflaeche aufschlaegt, Luft verdraengt wird und somit auch Schallwellen.

Oh je, das kommt also dabei raus, wenn man Urlaub hat und draussen ein P*sswetter herscht. Man macht sich ueber sowas gedanken.



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mfg wittmann


Beiträge gesamt: 374 | Mitglied seit: Mai 2001 | Erstellt: 12:30 pm am Aug. 16, 2005 | IP
Mephi


Advanced Member
   
Ja, ich denke da wie Wittmann, dass die Schallwellenbildung durch die Verdrängung des "Luftpolsters" vor dem Tropfen entsteht. Wie immer bei solchen Fragen, gehts ja um die Energieumwandlung nach einem Ereignis, wobei hier das Ereignis das Aufprallen des Tropfens auf die Wasserfläche bedeutet. Der Tropfen weist im Moment des Ereignisses eine (kinetische) Energie von v² * m auf. Diese verteilt sich dann im Wesentlichen auf die Erregung einer Oberflächenwelle des Aufprallmediums, der unmittelbaren Wärmeentwicklung und der Erzeugung von Schallwellen.

- ph


Beiträge gesamt: 987 | Mitglied seit: Dez. 2001 | Erstellt: 6:05 pm am Aug. 16, 2005 | IP
MAC Ferrari


Advanced Member
   
@Mephi

jein! ;-) :-)

Beim Auftreffen des Wassertropfens aus einer unbestimmten Höhe n(m) auf die angenommene ruhige Masse Wasser wird nicht kinetische Energie sondern potentielle Energie E-pot (W/s) freigesetzt.
Annahme Fg= Gravitationskraft der Erde; M=Masse des Tropfens( kg); Hn= Angenommener Höhenunterschied (m)
Gem. Formel Epot (W/s)="(M*Fg*Hn)"

Die Kinetische Energie E-kin (W/s) beschreibt die Energie beim Aufprall auf einen Gegenstand in der Horizontalen, etwa ein Auto welches in eine Mauer fährt, ein Wagon welcher in einen Prellbock (Feder) "prallt" oder ein simpler Ballwurf etc.
Annahme M= Masse des Gegenstandes (kg); V= Geschwindigkeit (m/s)
Gem. Formel E-kin (W/s)= "((1/2)*(M*V2)) --> "V2 Geschw. hoch 2" ;-)

Beiden Beispielen ist gemeinsam, dass der Energieerhaltungssatz Eingehalten werden muss, die E-pot schlägt sich in Form von "Wellenenergie" weiter, (Formel zu kompliziert);-) und die E-kin geht in die Federenergie E-F über will heissen der Gegenstand prallt eine gewisse Strecke zurück..........


Greetz  MAC_Ferrari

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Some men see things as they are and say why, I dream things that never work and say why not?


Beiträge gesamt: 778 | Mitglied seit: Feb. 2004 | Erstellt: 10:32 pm am Aug. 16, 2005 | IP
Mephi


Advanced Member
   
MAC Ferrari> ne, ich halte an meiner - zugegeben  sehr verürzten - Interpretation fest.

Sobald wir den Tropfen im Bewegungszustand betrachten, spielt potientielle Energie keine Rolle mehr. Oder präziser: jedes Rechenmodell würde dann komplizierter. Richtig ist, dass  ein Aufprall eines Flüssigigkeitstropens auf eine Fläche sinnvoll mit einer partiellen Differentialgleichung dargestellt werden sollte. Aber man darf doch eine Frage wie sie von Oli4 gestellt wurde auch Qualitativ darstellen. Meine ich.

"Die Kinetische Energie E-kin (W/s) beschreibt die Energie beim Aufprall auf einen Gegenstand in der Horizontalen, ..."
Entschuldige, MacFerrari, aber kinetische Energie lediglich auf eine Horizontale zu beziehen (Horizontale zu was?) mag Newton's Geist nicht besonders.

N.B. Energie ist die Integration der Leistung über die Zeit, sie kann daher nicht mit dieser Grösse "E-kin (W/s)" dargestellt werden.

- ph

(Geändert von Mephi um 11:26 pm am Aug. 16, 2005)


Beiträge gesamt: 987 | Mitglied seit: Dez. 2001 | Erstellt: 11:12 pm am Aug. 16, 2005 | IP
MAC Ferrari


Advanced Member
   
[quote]Zitat von Mephi am 11:12 pm am Aug. 16, 2005[br]MAC Ferrari> ne, ich halte an meiner - zugegeben  sehr verürzten - Interpretation fest.

Sobald wir den Tropfen im Bewegungszustand betrachten, spielt potientielle Energie keine Rolle mehr. Oder präziser: jedes Rechenmodell würde dann komplizierter. Richtig ist, dass  ein Aufprall eines Flüssigigkeitstropens auf eine Fläche sinnvoll mit einer partiellen Differentialgleichung dargestellt werden sollte. Aber man darf doch eine Frage wie sie von Oli4 gestellt wurde auch Qualitativ darstellen. Meine ich.

Na ja ich war der Meinung, dass ein Tropfen fällt, etwa der Höhendifferenz Wolke/ Wasserhahn auf ruhende wasseroberfläche. In diesem Sinne ist der Tropfen der Gravitation über eine bestimmte Höhe ausgesetzt ist, deshalb E-Pot.
"Die Kinetische Energie E-kin (W/s) beschreibt die Energie beim Aufprall auf einen Gegenstand in der Horizontalen, ..."
Entschuldige, MacFerrari, aber kinetische Energie lediglich auf eine Horizontale zu beziehen (Horizontale zu was?) mag Newton's Geist nicht besonders.

Na ja ich habe E-kin so gelernt, dass diese Energieform auf einer geraden oder geneigten Ebene angewendet wird.

N.B. Energie ist die Integration der Leistung über die Zeit, sie kann daher nicht mit dieser Grösse "E-kin (W/s)" dargestellt werden.

Wie würdst Du die Einheit dann darstellen?


- ph


(Geändert von Mephi um 11:26 pm am Aug. 16, 2005)
[/quote]

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Beiträge gesamt: 778 | Mitglied seit: Feb. 2004 | Erstellt: 9:29 am am Aug. 17, 2005 | IP
MAC Ferrari


Advanced Member
   
@Mephi

Ok ich gebe Dir Recht, lassen wir einfacherhalber die E-pot und die Gravitation mal Beiseite und wenden dann für alle Geschwindigkeiten, resp. Deren Energie E-kin an. Der Begriff "Horizontal" war wohl etwas unglücklich gewählt.  Ist vielleicht einfacher, obwohl, ich immer noch der Meinung bin, Energien bei Fallhöhen, welche in der Wechselwirkung zur Erde stehen mit E-pot zu rechnen.


Greetz  MAC_Ferrari

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Beiträge gesamt: 778 | Mitglied seit: Feb. 2004 | Erstellt: 9:40 am am Aug. 17, 2005 | IP
Roeb


Advanced Member
   
also ich finde es tönt garnicht immer gleich!

nur schon die grösse des tropfens macht nen unterschied im klang;-)

tropfsteinhöhle oder badezimmer, küche oder wohnzimmer...auch das macht klanglich nen unterschied (finde ich)


und es kommt auch auf die menge an wasser an in die der tropfen fällt...


und wenn in der schwerelosigkeit 1wassertropfen auf eine grössere wassermasse trifft ist es ganzgeräuschlos;-)

und und und...:-)

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Beiträge gesamt: 428 | Mitglied seit: Aug. 2001 | Erstellt: 1:58 pm am Aug. 17, 2005 | IP
Mephi


Advanced Member
   
Richtig, Roeb, die Sache ist sehr komplex und kann mit einfachen Formeln nicht dargestellt werden, wenn überhaupt. Die Poesie ist dazu geeigneter.

Dennoch sollte ich MAC wenigstens noch zwei Antworten liefern. Zuerst die einfache:

Zur Einheit mit der Energie dargestellt werden kann: "Joule" oder "Ws" (nicht "W/s").

Jetzt zum Problem, warum bei der Berechnung der Energie eines Wassertropfens beim Aufschlag auf eine Wasserfläche die Lageenergie ungeignet (nicht falsch) ist. Zuerst mal ist die potenzielle Energie des Tropfens bei seiner Entstehung kaum bestimmbar, der Tropfen hat kaum eine Ruhelage. Dann wandelt er während des Wegs nach unten einen grösseren Teil seiner Gesamtenergie in Reibungswärme um und es wirken die verschiedensten Kräfte auf ihn (Wind, Druckwellen etc.). Ganz schwierig wird die Sache aber dadurch, dass die Masse des Wassertropfens nicht konstant bleibt. Sie kann je nach Zustand der Atmosphäre zu- oder abnehmen (Absorbtion oder Verdunstung von Wasser). Die einzige sinnvolle Darstellung der Energie eines fallenden Wassertropfens ist seine Geschwindigkeit beim zu betrachtenden Ereignis und die schwierige Bestimmung der Masse zu diesem Zeitpunkt, etwa die Massezunahme des Zürichsees ;).

- ph


Beiträge gesamt: 987 | Mitglied seit: Dez. 2001 | Erstellt: 2:01 pm am Aug. 19, 2005 | IP
berikon


Newbie
   
... unglaublich, was so ein wassertropfen in einem messageboard auslösen kann....

Beiträge gesamt: 12 | Mitglied seit: Dez. 2004 | Erstellt: 12:32 pm am Sep. 19, 2005 | IP
 

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