Die Wasserpumpe in der folgenden Abbildung entfernt die gesamte Luft aus der Spitze der Wassersäule. Betrachten Sie den lokalen Atmosphärendruck von $$1,0 \times 10^{5} \mathrm{~Pa}$$ und die Dichte des Wassers von $$1,0 \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^{3}$$. Die maximale Höhe, die die Wassersäule mit Betrieb der Pumpe erreichen kann, ist:

Die Wasserpumpe in der folgenden Abbildung entfernt die gesamte Luft aus der Spitze der Wassersäule. Betrachten Sie den lokalen Atmosphärendruck von 

. Die maximale Höhe, die die Wassersäule mit Betrieb der Pumpe erreichen kann, ist:

Um diese Frage zu lösen, müssen wir das Funktionsprinzip einer Wasserpumpe verstehen, die die Luft von der Spitze einer Wassersäule entfernt und ein Teilvakuum erzeugt. Der äußere Atmosphärendruck drückt dann das Wasser nach oben in die Säule, um den Raum zu füllen, der durch die entfernte Luft entstanden ist. Die maximale Höhe, die die Wassersäule erreichen kann, wird durch den Atmosphärendruck bestimmt.

Lassen Sie uns die Schritte befolgen, um die maximale Höhe der Wassersäule zu finden:

**Schritt 1: Dichte des Wassers in Einheiten umrechnen, die mit dem Druck konsistent sind.**
Die Dichte des Wassers wird in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) angegeben. Wir müssen dies in Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³) umrechnen, da der Druck in Pascal (Pa) angegeben ist, und 1 Pa = 1 N/m², wobei N (Newton) kg·m/s² ist.

Dichte des Wassers = 1 g/cm³
Da 1 g = 0.001 kg und 1 cm³ = 0.000001 m³, also:
Dichte des Wassers = 1 g/cm³ = 1000 kg/m³

**Schritt 2: Die Formel für den hydrostatischen Druck verwenden, um die Höhe zu finden.**
Der hydrostatische Druck (p) wird durch die Formel gegeben:
p = h * ρ * g
wo:
- p der hydrostatische Druck ist,
- h die Höhe der Wassersäule ist,
- ρ die Dichte der Flüssigkeit ist,
- g die Erdbeschleunigung (ungefähr 9,81 m/s² auf der Erde) ist.

**Schritt 3: Den hydrostatischen Druck dem Atmosphärendruck gleichsetzen.**
Der Atmosphärendruck ist die maximale Kraft, die das Wasser in die Säule drücken kann, also:
p_{atmosphärisch} = h * ρ * g

**Schritt 4: Die Höhe (h) in der Formel isolieren.**
h = p_{atmosphärisch} / (ρ * g)

**Schritt 5: Die bekannten Werte in die Formel einsetzen.**
p_{atmosphärisch} = 1,0 x 10^5 Pa
ρ = 1000 kg/m³ (wie im Schritt 1 umgerechnet)
g = 9,81 m/s²

h = (1,0 x 10^5 Pa) / (1000 kg/m³ * 9,81 m/s²)
h = (1,0 x 10^5) / (9,81 x 10^3)
h ≈ 10,1947 m

**Schritt 6: Das Ergebnis auf den nächstgelegenen Wert in den Alternativen runden.**
Da die berechnete Höhe ungefähr 10,1947 m ist und die nächstgelegene Alternative 10 m ist, ist die korrekte Antwort:

a) 10 m

Daher ist die maximale Höhe, die die Wassersäule mit dem Betrieb der Pumpe erreichen kann, ungefähr 10 Meter.

Gemäß dem Archimedes-Prinzip schwimmt ein teilweise eingetauchter Körper im Wasser, wenn seine ........................ kleiner ist als die des Wassers.

Eine Flasche Wasser mit einem schmalen Hals wird bis zum Rand mit Wasser gefüllt. Wenn der Hals während des Füllvorgangs untergetaucht bleibt, wird die Menge an Wasser in der Flasche:

Eines der Hauptkonzepte, die mit der Hydrostatik verbunden sind, ist der Stevin-Satz, auch bekannt als Auftriebssatz, der von dem niederländischen Mathematiker Simon Stevin vorgeschlagen wurde. Dieser Satz besagt, dass "eine vertikale Kraft notwendigerweise auf einer in einer Flüssigkeit im Gleichgewicht eingetauchten Fläche ausgeübt wird". Basierend auf diesem Satz, welche dieser Aussagen ist korrekt?

Eines der Hauptkonzepte der Hydrostatik ist das Prinzip von Archimedes, nach dem jeder Körper, der in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, eine Aufwärtskraft erhält, die gleich dem Gewicht der von ihm verdrängten Flüssigkeit ist, unabhängig von der Form des Körpers und der relativen Dichte der an dem Prozess beteiligten Flüssigkeiten. Wo sind die Effekte dieses Prinzips zu beobachten?

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