16.8
Ein Ingenieur entwirft eine Wasserrutsche für einen Wasserpark, auf der Wasser nach unten fließt, um den Parkbesuchern eine schnelle und dennoch sichere Fahrt zu ermöglichen.
Die Rutsche ist 25 Meter lang und beginnt in einer Höhe von 10 Metern, mit einer sicheren Geschwindigkeit von 12 Metern pro Sekunde am unteren Rand.
Die Bernoulli-Gleichung hilft bei der Berechnung der Wassergeschwindigkeit, indem sie die potentielle Energie, die kinetische Energie und den Druck an beiden Punkten, die für die Luft offen sind, in Beziehung setzt. Es geht von keiner Reibung aus und behandelt Wasser als ideales Fluid.
Am oberen Ende der Rutsche ruht das Wasser und seine Geschwindigkeit nimmt zu, wenn es absinkt.
Bei einer Höhe der Rutsche von 10 Metern beträgt die berechnete Geschwindigkeit des Wassers am Boden etwa 14 Meter pro Sekunde und überschreitet damit die sichere Grenze.
Die Höhe der Rutsche muss abgesenkt werden, um die Geschwindigkeit auf ein sicheres Niveau zu reduzieren.
Nach einer Neuberechnung für eine Geschwindigkeit von 12 Metern pro Sekunde sollte die Rutschenhöhe auf ca. 7,34 Meter reduziert werden.
Dadurch wird sichergestellt, dass das Wasser sicher die Rutsche hinunterfließt und verhindert, dass es die sichere Geschwindigkeit überschreitet, wenn es den Boden erreicht.
Beim Entwurf einer Wasserrutsche ist die Kontrolle der Fließgeschwindigkeit des Wassers entscheidend für die Sicherheit der Benutzer und gleichzeitig…
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