Aufgabe 4.10: Am dargestellten Wasserrad tritt aus den beiden Rohren (Durchmesser D) jeweils ein Wasserstrahl mit dem Volumenstrom V in die Atmosphäre aus. Die Rohre sind so gefertigt, dass über einen 90° Krümmer (Verluste an den Krümmern werden nicht berücksichtigt) der Freistrahl das Rohr tangential zum mit R gebildeten Drehkreis des Rades verlässt. Die Drehachse, in welcher das Wasser zugeführt wird, liegt parallel zum Gravitationsvektor.

1. Wie groß ist zum Zeitpunkt des Anfahrens das Drehmoment M, das das ausströmende Wassser auf das Wasserrad ausübt?
2. Wie lautet die stationäre Winkelgeschwindigkeit w, mit der sich das Wasserrad dreht und dabei ein Reibmoment M_R überwinden muß?
3. Mit welcher theoretischen Winkelgeschwindigkeit dreht beim Ausströmen des Volumenstroms V das Wasserrad ohne Auftreten eines Reibmoments maximal?

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