Übung Nr.10

Abgabetermin: Donnerstag 15.Januar 2004

Aufgabe 1: (5 Punkte)
Ein rechteckiger Tank mit Grundfläche $A$ soll mit Hilfe einer Pumpe bis zur Höhe $h$ mit Wasser gefüllt werden. Hierbei bieten sich zwei Möglichkeiten an. Entweder das Wasser über einen Schlauch bis zur Höhe $h$ zu pumpen und dann in den Tank eingiessen zu lassen oder durch einen Stutzen am Boden hineinzudrücken (siehe Abbildung A1). Bei welcher Methode wird weniger Energie verbraucht ? Begründen Sie die Antwort.
Aufgabe 2: (4 Punkte)
Diskutieren Sie Aufgabe 1 vom Übungsblatt Nr.9.
Aufgabe 3: (5 Punkte)
In einem beiderseits offenen, vertikal aufgestellten U- Rohr schwingt eine Quecksilbersäule der Länge $L = 20 \; cm$ um die Ruhelage (siehe Abbildung A3). Wie groß ist die Periodendauer der Schwingung ? Vernachlässigen Sie die Reibung des Quecksilbers mit den Wänden des U- Rohres.
Aufgabe 4: (6 Punkte)
Eine dünne Holzstange der Länge $L$ ist mit Hilfe eines Scharniers an der Wand eines mit Wasser gefüllten Gefäßes befestigt. Die Stange kann in vertikaler Richtung reibungsfrei rotieren. Das Scharnier befindet sich oberhalb der Wasseroberfläche, das andere Ende der Stange schwebt im Wasser (siehe Abbildung A4). Wie groß ist die Dichte des Holzes, wenn genau die Hälfte der Holzstange in das Wasser eintaucht ? Überprüfen Sie das Ergebnis in einem Heimexperiment.