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Anwendungen der GAuss’schen Theorie.
48) Das ganze in einer cylindrischen vertikalen Röhre von be-
liebigem Querschnitt gehobene Flüssigkeitsvolum. Beziehung der
Gauss'schen Constante a? zu der früher benutzten Constante a.
Die xy-Ebene sei das allgemeine Niveau. Dann ist, wenn z die Erhebung
eines Punktes der capillaren Oberfläche bedeutet,
g = — g? (z+7):
LR
Multiplicirt man mit dx dy und integrirt durch den ganzen Querschnitt des
Rohres, so kommt links das ganze gehobene Flüssigkeitsvolum; rechts
1 1
fJisdr( um):
Dieses Integral lisst sich aber auffassen als die Verticalcomponente eines
Systems von Kräften, welche normal auf die Flüssigkeitsoberfläche wirken und
: 1 : ;
fir jedes Element dw die Grosse dw ( m haben. Ein derartiges System
lässt sich aber durch zwei einfachere Systeme, nämlich solche mit constanter
Normalkraft, in der folgenden Weise einsetzen. Man denke sich parallel der
Flüssigkeitsoberfläche zu eine zweite z/ im unendlich kleinen Abstand e.
Auf ein Element der ersten wirke die Normalkraft = dw; auf ein Element der
zweiten die entgegengesetzt gerichtete Normalkraft — dw'.- Die Differenz beider
Kräfte ist
1 1 1
> (dw' — dw) = dw (2 + x) :
Man weiss nun aber, dass ein System von constanten Normaldrucken, die
auf eine beliebig gekrümmte Fläche wirken, einen Gesammtdruck nach irgend
einer Richtung s ergeben, welcher gleich ist dem Normaldruck (bezogen auf die
Flächeneinheit) multiplicirt mit der Projection des Fläche auf eine zu s senk-
rechte Ebene. Hier ist s die Verticalrichtung. Nennt man daher die Projectionen
der Fächen w und auf eine Horizontalebene resp. P, und 75, so ist
f [4x dy (i -x) = (= Pat:
Nennt man Z die Contourlänge der Projectionsfläche P,, ferner wieder &
den Randwinkel, so ist P,— P,= Lecos®; daher endlich
Jf jox dy (1 + x) mx 1 (050.
RE
Bezeichnet // das ganze in der Róhre gehobene Flüssigkeitsvolum, so folgt also
(m) ..V= a? L cos ®.
Die Vergleichung mit Gleichung III, $ 5, zeigt, dass die Gauss'sche Con-
stante a? zu den früheren Constanten die Beziehung hat:
H : 2
ug = uS us 3 anos kg,
wenn c specifisches Gewicht, Æ specifische Masse bezeichnet.
Die Gleichung (m) ist der allgemeine Beweis für den schon früher benutzten
Satz, dass «cos für beliebig gekrümmte verticale Wände das pro
Mill. Contactlinie gehobene Flüssigkeitsgewicht darstellt.
NEU