Die Luftmoleküle sind viel zu klein, als dass sie hier irgendwelche Effekte wie deine Kugeln hätten. Insbesondere sind sie unendlich viel kleiner, als die Fertigungstoleranz der Konusspitze. Da, wo man einzelne Moleküle betrachten könnte, ist der Konus schon längst kein Konus mehr, sondern eine Kraterlandschaft.
Wir reden doch von Zahlen wie 10 hoch 19 Moleküle pro Kubikzentimeter. Für akustische Betrachtungen mittelt sich das alles raus. Es reicht völlig, wenn man mit Drücken und Wellen arbeitet. Den Begriff des Druckes hat man doch grade deswegen eingeführt, damit man sich nicht mit dem ganzen Kleinkram befassen muss.


Ein Staudamm ist deswegen gebogen, weil er so mechanisch an stabilsten ist, nicht weil der Druck in der Mitte am höchsten wäre.

Der Druck wird nur durch die Höhe der Sandsäule festgelegt, nicht durch die Menge des Sandes.

Bei einem Zylinder bewegen sich die Sandkörnchen parallel zur Wandfläche. Bei einem Konus werden sie noch schräg an die Wand gedrückt. Deswegen ist die Reibung höher und des Sand langsamer.

Hi,

O.K., ich lasse mich gerne überzeugen. Aber warum baut man ihn dann nicht mit der konkaven Seite zum aufgestauten Wasser? Ist off topic, interessiert mich aber trotzdem.

Habs selbst gefunden, scheint schon was mit dem Druck zu tun zu haben und nicht nur mit der mechanischen Stabilität (die sich natürlich aus der richtigen Bauweise ergibt):

Bei einer Bogenstaumauer geht es darum, die Kräft in die Seitenwände des Tals zu leiten
www.swissdams.ch/dams/damtext/typesbarrages_d.asp

Wenn die Biegung andersrum wäre, dann würde der Druck quasi die Staumauer aus dem Berg rausziehen.

Stell dir einen halbierten Gummiball vor, den du in ein Abflussrohr reinsteckst.

Hi,

und wenn man statt Sand Wasser nimmt?

aber nicht mit dem Druck des Wassers auf unterschiedliche Stellen der Mauer

Bei einem stehenden Gewässer ist der Druck nur von der Tiefe abhängig. Über die Breite der Staumauer gesehen ist er bei gleicher Tiefe immer gleich.

Nur wenn wir Wellen haben, ist der Druck an verschiedenen Stellen der Wand unterschiedlich.

dann ist es auch langsamer, aber weil die Wassermoleküle so viel kleiner sind als der Sand, wirst du es nicht großartig merken

Die Effekte der schrägen Wand sind aber nicht damit zu verwechseln, dass nur eine bestimmte Menge pro Zeit überhaupt durch das Loch durchpasst!

Es kommt immer auf die Größenverhältnisse zwischen Röhre, Teilchen und Loch an. Wenn das Loch klein genug ist, kannst du es schon mit zwei Sandkörnern verkeilen und der Rest ist dann völlig egal.

Wir reden hier von Luft! Das ist alles viel kleiner. Effekte in Flüssigkeiten und mit Sandkörnern sind vielviel größer.

Hi,

verstehe. Dann hat das Experiment mit Kugeln und Sand doch eher mit Kraftbrücken zu tun, wie man sie bei verdichteten Granulaten findet?

Jou. Die sind einfach viel zu groß im Verhältnis zum Rohr.
Es reicht völlig, wenn ihr mit Wellen und Druckbäuchen etc. arbeitet.

Außerdem haben wir ja ein idealisiertes Modell. Bevor wir den Einfluss der Reibung am Rohrrand berücksichtigen müssen, sind erstmal noch die Tonlochkamine und wasweißich dran.

Hallo Rainer, es ist beim Herausrieseln natürlich wichtig, dass die Teile des Modells möglichst klein sind.

Deshalb habe ich ja schon an die 200 Kugeln aufgeboten. Am Sand kann ich die Kräfte, die wirken, schlecht einzeichnen.

Die Tatsache, dass Luftmoleküle kleiner sind und, wie ich ja beschrieb, ihre Größe quasi durch wildes herum rempeln erhalten, ändert nichts an der Tatsache, dass sie bei einer Bewegung auf die Spitze zu näher aneinander rücken müssen. Sie werden mehr und mehr aus geraden Bahn gedrängt. Das kostet Bewegungsenergie und erhöht den Druck.

2 Stunden später, die Kartoffeln sind gesetzt und ich habe gerade mit meiner Tochter das Sandexperiment gemacht. Wir haben superfeinen Sand in ein Zylinderrohr gegeben und das Loch unten plötzlich geöffnet. Den Sand haben wir aufgefangen und in den Konus geschüttet. Auch bei dem haben wir das (gleich große) Loch unten plötzlich geöffnet. Die gleiche Menge Sand lief deutlich langsamer aus dem Konus als aus dem Zylinder.

Die Größenverhältnisse zwischen Sandkörnern und Durchlassöffnung waren durchaus dazu angetan, ein Fließverhalten zu simulieren.

Ein weiteres Indiz fiel mir jetzt gerade auf: wenn ich in die große Öffnung des Konus blase und danach in das Zylinderrohr, spüre ich einen deutlich erhöhten Blaswiderstand beim Konus. Da das Loch am anderen Ende gleich groß ist, geht irgendwo auf der Strecke Energie verloren. Und das tut sie bestimmt nicht in erster Linie an einer der Öffnungen, sondern auf der Strecke.

So, nun habe ich der Be- oder Hinweise genug angebracht. Wie wäre es, wenn mal einer einen Beweis für die Theorie erbringt, dass der Druck in der Spitze am größten ist. Bisher kenne ich als Beweis ein zitiertes Schulbuch und eine Formel, die leider gar nichts beweist.