@Primpfmümpf Primpfmümpf schrieb:Abgesehen davon dass für mich nun auch ein Hydrostatisches Paradoxon existiert und die Säule keinen höheren Pegel als der tank haben kann, verstehe ich immer noch nicht warum du erstes meinst dass es sich wenn schon denn schon im Uhrzeigersinn dreht, also die kugeln gehn im Tank nach oben, und zweitens warum deiner Meinung nach die Kuglen im Kanal dicht abschließen müssen oder es tun.
Sie sollten wenn schon denn schon ohne kontakt an der Kanalwand durch passen und eventuell klein genug sein damit nicht all zu viel Wasser in den Tank, also nach mir in die Säule, transportiert wird.
Sieh Dir zu meiner Erklärung bitte auch die Zeichnung an, die ich vorhin gepostet habe, dann habe ich es mit dem Erklären leichter
:)Zur zweiten Frage (warum die Kugel dicht anschließen muss)
Also: Ursprüngliche Vorgabe bei der PM - Version von
@cytoplasma war, dass der Wasserstand im Rohr, abgesehen von geringfügigen Verlusten, ohne Nachfüllen konstant bleibt, sonst wäre es ja kein PM, sondern ein nicht besonders effizientes Wasserkraftwerk.
Wegen des Prinzips der kommunizierenden Gefäße muss daher der Kanal zwischen Rohr und Tank immer dicht verschlossen bleiben. Das hat aber einen durchaus unerwünschten Nebeneffekt, nämlich den, dass dann auf die Kugel im Kanal nicht nur der Auftrieb (der durch die Gegenkraft der Tankwand kompensiert wird und daher wirkungslos ist) wirkt, sondern auch die Differenz zwischen dem hydrostatischen Druck im Tank und im Rohr.
Das ist in der ersten Skizze dargestellt
Ist damit Deine zweite Frage beantwortet?
Zur ersten Frage (warum die Anordnung sich im Uhrzeiger zu drehen beginnt)
Sieh Dir dazu bitte nochmal die obere Zeichnung an, besonders die Kräfteverhältnisse.
Auf die Kugel, die gerade im Kanal ist, wirkt die volle Differenz des hydrostatischen Drucks zwischen Rohr und Tank, ich hab als Höhe des Wasserspiegels im Tank 1 Meter und im Rohr 10 Meter als Beispiel gewählt. Der Druck rechts von der Kugel ist also 1 Bar (1 Kp/cm², ~10 Newton/cm²) und links 0,1 Bar (=0,1 Kp/cm², ~1 Newton/cm²), die Druckdifferenz also 0,9 Bar (0,9 Kp/cm², ~9 Newton/cm²).
Auf eine Kugel mit einem Quadratdezimeter Querschnitt wirkt also eine Kraft von 90 KP (900 Newton) in Richtung Tank.
Wie sieht es jetzt mit den anderen Kugeln aus?
Jede dieser Kugeln hat ein Volumen von rund 1 Kubikdezimeter (1 Liter und daher in Wasser einen Auftrieb von 1 Kp (10 Newton) Dei Auftriebskräfte im Tank und auf dem untersten Meter des Rohres heben einander auf, also können wir sie vernachlässigen. Bleiben die Kugeln in den oberen 9 Metern des Rohres. Mit einem Kugeldurchmesser von 10 cm bringst Du da grade maximal 90 solcher Kugeln übereinander in diesem Teil unter, erreichst also einen gesamten Auftrieb von 90 Kp. Diese Auftriebskraft wirkt auf die Kette in genau entgegengesetzter Richtung zur Druckkraft im Kanal, beide Kräfte heben einander also auf und das ganze Ding steht einfach still.
In der Praxis kannst Du aber nicht wirklich 90 Kugeln im Rohr unterbringen, da die Kette ja flexibel sein muss und daher ein gewisser Mindestabstand zwischen den Kugeln eingehalten werden muss. Der gesamte praktisch erreichbare Auftrieb im Rohr wird also notwendigerweise immer kleiner sein als die Druckraft im Kanal, die resultierende Kraft in Richtung der Kette also zum Tank hin gerichtet sein und damit setzt die Kette sich im Uhrzeigersinn in Bewegung
Die unteren beiden Zeichnungen veranschaulichen, was mit dem Wasser in der Umgebung des Kanals passiert. Denk daran, wegen des hydrostatischen Paradoxons muss der Kanal permanent verschlossen bleiben. Die Skizzen sollen Zeigen, dass selbst diese Forderung unerfüllbar ist.