Dynamik von Speichern
Das Flüssigkeitsbild erklärt die inneren Zusammenhänge von einfachen Speichern (Topf, Kondensator, bewegter Körper, Schwungrad). Im Flüssigkeitsbild ist die Bilanz der Basismenge (Volumen, elektrische Ladung, Impuls und Drehimpuls) direkt erkennbar. Die Kapazität (Querschnitt geteilt durch Dichte und Gravitationsfeldstärke, Kapazität des Kondensators, Masse und Massenträgheitsmoment) wird im Flüssigkeitsbild zum Querschnitt, das Potential (Druck, Spannung, Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit) erscheint als Füllhöhe. Mit etwas Vorstellungsvermögen können gespeicherte Energie, zwischen den Speichern umgesetzte Energie, Prozessleistung und zugeordneter Energiestrom direkt dem Flüssigketisbild entnommen werden. Stellvertretend für solche Prozesse zeigt das folgende Video die Physik eines Autocrash. Nehmen Sie sich die Zeit, Sie können dabei viel lernen!
Hier nochmals die zueinander analogen Grössen
Menge | Masse | Volumen | elektrische Ladung | Impuls | Drehimpuls |
Potential | φG = gh | p = ρgh | φE = Es = U | v | ω |
Kapazität | CG = ρA/g | CV = A/(gρ) | C | m | J |
Energie | CGφG2/2 | Cvp2/2 | CU2/2 | mv2/2 | Jω2/2 |
Energiestrom | IW = φGIm |
IW =pIV | IW = φEI | IW = vIp | IW = ωIL |
Prozessleistung | P = ΔφGIm | P = ΔpIV | P = UI |
P = ΔvIp |
P = ΔωIL |