Heute habe ich meinen abnehmbaren Duschkopf auf dem Boden liegen lassen und sobald ich das Wasser aufdrehte, fing der Duschkopf an sich zu bewegen und zu zittern.
Zu meiner Frage: Warum bewegen sich Schlauchleitungen und springen, wenn Wasser durch sie fließt? Ich habe festgestellt, dass dieser Effekt (ich bin so ein Laie, dass ich nicht einmal weiß, wie er heißt) normalerweise erst ab einer bestimmten Wasserdurchflussmenge bemerkbar ist.
Das durch den Schlauch fließende Wasser hat Masse und Impuls. Der Schlauch und der Duschkopf ändern die Fließrichtung, was eine Kraft erfordert, die vom Schlauch/Kopf auf das Wasser ausgeübt wird. Nach Newtons drittem Gesetz wird eine Gegenkraft auf den Schlauch/Kopf ausgeübt. Das macht es "sprunghaft".
Was die Notwendigkeit einer gewissen Strömung angeht, um es zu sehen: Der Kopf hat auch Masse und damit Trägheit (erstes Newtonsches Gesetz). Obwohl also selbst bei kleinen Strömungen eine gewisse Kraft auf den Kopf wirkt, reicht die Kraft nicht aus, um die Trägheit (merklich) zu überwinden und ihn zum Springen zu bringen.
Wenn Wasser durch eine Düse ausgestoßen wird, wird es beschleunigt. Dies resultiert aus dem geringeren Druck des Wassers in der Düse (Bernoulli-Prinzip) und nach dem Ausstoß (Atmosphärendruck). Der Wasserdruck im Inneren des Schlauchs erzeugt die Kraft und bewirkt die Beschleunigung. Nach Newtons drittem Gesetz wird durch das beschleunigte Wasser eine gleiche und entgegengesetzte Kraft ausgeübt. Diese gleiche und entgegengesetzte Kraft wird als Düsenreaktion bezeichnet und ist Feuerwehrleuten gut bekannt.
Das bedeutet, dass auf die Düse gleiche und entgegengesetzte Kräfte wirken. Dies bedeutet jedoch, dass ein instabiles Gleichgewicht vorliegt und die geringste Abweichung eine seitliche Kraft verursacht. Vergleichen Sie dies mit dem Zusammendrücken einer Stange entlang ihrer Länge. Genügend Druck, und die Stange wird knicken (Sie könnten nicht auf die beiden Enden einer geraden Schnur drücken, ohne dass die Schnur knickt). Im Gegensatz zu einer Stange widersteht ein Schlauch dieser seitlichen Kraft nicht. Daher haben Feuerwehrleute Schwierigkeiten, Schläuche mit ausreichendem Wasserdruck zu kontrollieren.
Aufgrund der Beschleunigung des Wassers im Schlauch wird am Ende des Schlauchs eine Kraft entgegen der Richtung des Wasserflusses erzeugt, die den Schlauch in eine Richtung drückt, die der Richtung des Wasserflusses entgegengesetzt ist. Natürlich bewegt sich der Schlauch nur, wenn diese Kraft groß genug ist. Da der Schlauch relativ weich und lang ist, kann diese Kraft nicht den gesamten Schlauch drücken, sodass das Ende des Schlauchs periodisch schwingt.
Benutzer243016