Gemeinschaftliche Bewegung fester und flüssiger Körper.
Gemeinschaftliche Bewegung fester und flüssiger Körper.
Einleitung. Eines derjenigen Kapitel der Hydromechanik, welche von den
Theoretikern mit Vorliebe bearbeitet worden sind, das aber auch in praktischer
Hinsicht hervorragendes Interesse darbietet, ist die Bewegung fester Kórper in
Flüssigkeiten. Wenn ein fester Körper in einer Flüssigkeit sich bewegt, so treten
zwei Erscheinungen auf: die eine besteht in der Abweichung der Bewegung,
welche der Körper in der Flüssigkeit ausführt, von derjenigen, welche er im
leeren Raume ausführen würde; die andere besteht in der Bewegung der Flüssig-
keit, welche durch die Bewegung des festen Körpers hervorgerufen wird. Zwischen
beiden Erscheinungen besteht ein inniger Zusammenhang, der sich schon durch
Heranziehung des Principes von der Erhaltung der Energie ergiebt, insofern ein
Theil der Energie, welche der Bewegung des festen Körpers entzogen wird, auf
die Bewegung der Flüssigkeit übergeht. Man kann sich dies sehr anschaulich
so vorstellen, dass durch den Körper ein Theil der ihn umgebenden Flüssigkeit
gezwungen wird, an der Bewegung theilzunehmen, dass sich also die bewegte
Masse vergrössert und demgemäss die Geschwindigkeit der Bewegung verkleinert.
Mit andern Worten: die Flüssigkeit setzt der Bewegung des festen Körpers einen
Widerstand entgegen. Bei wirklichen Flüssigkeiten (oder Gasen) kommt freilich
zu dieser Wirkung noch eine zweite hinzu: die Reibung der Flüssigkeit an dem
festen Körper und in ihrem Innern, und eben diese Reibung hat zur Folge, dass
nur ein Theil der kinetischen Energie, welche der feste Körper abgiebt, in der
Flüssigkeit sich als solche wiederfindet, der Rest dagegen sich in andere Energie
(Wärme) verwandelt. Indessen soll von diesem Theile der Wirkung hier abge-
sehen und darum alle diejenigen Erscheinungen ausgeschlossen werden, bei
welchen er beträchtlich ist, also Erscheinungen, bei welchen entweder die Form
des festen Körpers (Scheibe, Platte, kleine Körperchen) oder die Natur der
Flüssigkeit (Oel, Glycerin-u. s. w.) oder endlich die Art der Bewegung eine
starke Reibungswirkung bedingt (s. Art. Reibung). Die Flüssigkeit wird vielmehr
als eine ideale (pag. 211) betrachtet, und der einzige Widerstand, den sie der
Bewegung entgegenstellt, ist dann der oben zuerst betrachtete, den man als hy-
drodynamischen oder Trügheitswiderstand bezeichnen kann. Uebrigens
schliesst die Betrachtung nicht nur Fälle ein, in welchen ein fester Körper in
einer Flüssigkeit, sondern auch solche, wo eine Flüssigkeit in einem testen Körper
(Gefässe), oder wo Flüssigkeit um feste Körper herum oder zwischen ihnen hin-
durch, oder endlich ganz allgemein, wo feste und flüssige Körper sich gemein-
schaftlich bewegen.
Zweidimensionale Bewegung. Findet die Bewegung nur nach zwei
Dimensionen des Raumes statt, ist sie in allen auf der dritten Richtung senk-
rechten Ebenen die gleiche, und sieht man von äusseren Kräften und von
Wirbeln ab, so kann man wieder, wie bei den Flüssigkeitsstrahlen (pag. 416), die
Methode der complexen Funktionen ¢ + 7¢ anwenden, und auch hier wird als-
dann ¢ das Geschwindigkeitspotential, ¢ die Stromfunktion, d. h. die
Funktion, welche, Constanten gleichgesetzt, die Stromlinien liefert. Die Existenz
eines Geschwindigkeitspotentials wird demgemäss im folgenden vorausgesetzt,
Wirbelbewegungen bleiben ausgeschlossen; da bei idealen Flüssigkeiten niemals
Wirbel entstehen können (s. Art. Wirbelbewegung), so genügt man jener Forde-
fi
ey" 8 SGA ESS
EG
oO, Fr 0 Cu
fr^ ^3.
5
ct NER perd MA