PHM04 WB-Hochschule Note 1,0

1. Ein Ponton mit den in Abb. E.1 dargestellten Abmessungen hat ein Gewicht FG = 24500 N und schwimmt in Wasser
(ρ = 1000 kg · m–3)
a) Geben Sie die Grundfläche der bevorzugten Lage an! 1 Pkt.
b) Wie tief taucht er ein? 2 Pkt.
c) Wie groß sind dabei Druck und Druckkraft auf die Bodenfläche und welchen
Zusammenhang erkennen Sie? 3 Pkt.
d) Wie viel darf maximal zugeladen werden, wenn der Ponton noch mindestens
20 cm aus dem Wasser ragen soll? 2 Pkt

2. Wie groß ist der Druck der eingeschlossenen Luft im linken Schenkel des in Abb. E.2
gezeigten Gefäßes und auf welches Volumen würde sich diese Luftmenge ausdeh-
nen, wenn man sie entweichen ließe? (Das Gefäß ist gefüllt mit Wasser,
ρ = 1000 kg · m–3)

3. Abb. E.3 zeigt ein Kraftfahrzeug, dessen Strömungsverhalten erforscht werden soll.
Der zur Verfügung stehende Windkanal erlaubt es nur, Modelle im Maßstab 1 : 4
zu verwenden. Ein solches Modell wird mit einer Windgeschwindigkeit
V1 = 80 m · s1 angeblasen. Dabei wird eine Widerstandskraft FW 126 N gemessen.
Beantworten Sie nacheinander folgende Fragen:
a) Wie groß sind die entsprechenden Abmessungen des Modells zu wählen und
welche angeströmte Fläche ergibt sich daraus? 2 Pkt.
b) Wie groß ist der Widerstandsbeiwert des Modells? 2 Pkt.
c) Wie groß ist die Zahl Re der Versuchsanordnung, wie groß ist die entsprechende
Zahl für das Original zu wählen und welche Fahrtgeschwindigkeit ergibt sich
daraus? 4 Pkt.
d) Wie groß ist der Strömungswiderstand des Fahrzeuges bei dieser Geschwindig-
keit?