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Niveauflächen SI
Nun muß aber eine solche Niveaufläche keineswegs horizontal sein. Denken wir uns
einen mit Wasser gefüllten Zylinder (Fig: 61) um die Achse aa rotierend, so erfährt
jedes Flüssigkeitsteilchen neben der Schwerebeschleunigung g auch noch die Zentrifu-
galbeschleunigung b, und die Resultierende beider ist R. Jedes Flüssigkeitsteilchen wird
so von der ursprünglich horizontalen Oberfläche nach der Seite verschoben werden, und es
tritt erst wieder Gleichgewicht ein, wenn die Flüssigkeitsoberfläche sich senkrecht auf
die Richtung der Resultierenden R gestellt hat. Hier ist die Niveaufläche gekrümmt,
d.h. wenn man in diesem rotierenden Gefäße eine mitrotierende Masse längs dieser
Fläche (Rotationsparaboloid) verschiebt, leistet man keine Arbeit.
Solche Niveauflächen können oft komplizierte Formen annehmen,
und wir wollen in folgendem eine Betrachtung durchführen, die wir später
in der Elektrizitätslehre wiederfinden. Es sei Fig. 62 eine
frei im leeren Weltenraume befindliche
feste Kugel (schwarz gezeichnet); die
anziehende Gravitationskraft wirkt so,
als wäre die ganze Masse im Mittelpunkt
konzentriert. Bringen wir eine entspre-
chende Wassermenge auf diese Kugel,
So wird sich diese in Kugelform aa
herumlegen. Auch die Meeresfläche der
Erde bildet ja eine Kugelfläche. Bringen
wir mehr Wasser auf die Kugel, so hätten wir vielleicht die Kugelfläche bb
erhalten oder cc usw. Alle diese (punktiert gezeichneten) Kugelflächen
sind Niveauflächen, und alle stehen sie senkrecht auf der (Pfeil-) Rich-
tung der Gravitationslinien der anziehenden Kugel. Um eine Masselàn gs
einer Niveaufläche zu verschieben, bedarf es keiner Arbeit,
wohl aber wird Energie verbraucht bei einer Verschiebung von aa nach bb
und nach cc, bei Bewegungen in umgekehrter Richtung Energie gewonnen.
Dabei ist der Weg, auf dem eine Masse zwischen einem gegebenen
Anfangspunkte und Endpunkte verschoben wird, für die gewonnene oder
verwendete Energie gleichgültig.
Weiteres über Niveauflächen und Kraftlinien vgl. $ 493 ff.
Fig. 62.
Verteilung des Druckes.
69. Flüssigkeitsmaschine. Denken wir uns ein Gefáf (Fig. 63) voll-
stándig gefüllt mit einer inkompressiblen F lüssigkeit, wobei wir zunáchst
von der Wirkung der Schwere absehen wollen. Wir
pressen den Kolben S, d.i. eine kreisfórmige, feste
Scheibe, die sich mit geringer Reibung in der um- t
schlieDenden Róhre bewegt, in die Flüssigkeit um die
Strecke a hinein; die drückende Flüche von S sei 7, dann
muß für die im Zylindervolumen af befindliche Flüssig-
keit Platz gemacht werden. Wenn daher an einer anderen
Stelle ein zweiter Kolben S’ mit der Grundfläche #