Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Hydraulik 1 Mechanik der Flüssigkeiten und Gase (gleichberechtigt in Physik 8 I und 8 II+III) Einführung der Größe Druck im Teilchenmodell Der Schweredruck.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Hydraulik 1 Mechanik der Flüssigkeiten und Gase (gleichberechtigt in Physik 8 I und 8 II+III) Einführung der Größe Druck im Teilchenmodell Der Schweredruck."—  Präsentation transkript:

1 Hydraulik 1 Mechanik der Flüssigkeiten und Gase (gleichberechtigt in Physik 8 I und 8 II+III) Einführung der Größe Druck im Teilchenmodell Der Schweredruck Der Luftdruck Der Auftrieb (in Flüssigkeiten und Gasen)

2 Druck 2 Wie wird Druck gemessen: Gerichtete Kraft F auf eine Fläche p = F / A Einheit: [F] = 1N; [A] = 1m² [p] = 1N/m² = 1 Pa R. Wodzinski, Unterricht Physik 11, 124 (2000) Einführung: Beobachtet wird eine Kraftwirkung aus allen Richtungen. Druck p ist für alle Richtungen gleich (skalare Zustandsgröße ohne Richtungsabhängigkeit).

3 Druck 3 Wie wird Druck berechnet: Betrachte zunächst nur x-Richtung: 1 Teilchen überträgt beim elastischen Stoß auf den Kolben den Impuls 2mv x Während der Zeit t erreichen all jene Teilchen den Kolben, die sich innerhalb der Entfernung v x t befinden. Das sind die im Volumen A v x t enthaltenen Teilchen mit positivem v x. Ihre Anzahl ist n/2 A v x t Sie übertragen in der Zeit t den Impuls n/2 A v x t 2mv x Dieser Impuls ist gleich dem auf die Fläche A wirkenden Kraftstoß F t = n m A v x 2 t Also wirkt am Kolben (und somit auch im gesamten Volumen) ein Druck p = F/A = n m v x 2 oder anders geschriebenp = 2 n ½ m v x 2 = 2 n E kin x Da keine Richtung ausgezeichnet ist, ist E kin x ein Drittel der Gesamtenergie E kin x = 1/3 E ges Dann bleibt für den Druck p = 2/3 n E ges = 2/3 n ½ m v 2 = 1/3 n m v 2 = 1/3 v 2. x v x t n = N/V Teilchendichte Damit ist der Druck auf mechanische Größen der Teilchen zurückgeführt (mittlere Geschwindigkeit v und Dichte ): p = 1/3 v 2

4 Druck 4 Hydraulische Kraftwandler Der Druck p wirkt in alle Richtungen gleich, d.h. p = F 1 /A 1 = F 2 / A 2 Umsetzung beim Wagenheber: aus Newton Physik 8 I, Oldenbourg

5 Schweredruck von Flüssigkeiten/Gasen 5 Das dunkle Volumen hat das Gewicht: G = m·g = ·V·g = ·A·h·g seitliche Druckkräfte haben keine vertikale Komponente ganzes Gewicht des Volumens wirkt auf Grundfläche A Da das Volumen ruht, muß in der Tiefe h ein Gegendruck p auf die Fläche A wirken Der Schweredruck des dunklen Volumens hängt also nur von der Höhe h ab ! p = F/A = ·g·h

6 Schweredruck: hydrostatisches Paradoxon 6 Jedes Gefäß ist unten mit einer lose anliegenden Glas- platte abgeschlossen. Versuch: Auffüllen der Gefäße. Die Glasplatte löst sich immer bei derselben Füllhöhe. Die Kraft, mit der die Glasplatten angedrückt werden, hängt nur von der Eintauchtiefe h ab; nicht von der Gefäßform. p = ·g·h

7 Schweredruck: 7 verbundene Gefäße Schlauchwaage Flüssigkeitsanzeige Geruchsverschluß (Syphon) im Wasch-/Spülbecken Wasserturm Artesischer Brunnen Pascalscher Faßversuch p = ·g·h

8 Luftdruck: 8 aus Newton Physik 8 I, Oldenbourg

9 Auftrieb: 9 Die Auftriebskraft F ist so groß wie die Gewichtskraft G des dunklen Volumens. in Flüssigkeitenin Gasen aus Newton Physik 8 I, Oldenbourg


Herunterladen ppt "Hydraulik 1 Mechanik der Flüssigkeiten und Gase (gleichberechtigt in Physik 8 I und 8 II+III) Einführung der Größe Druck im Teilchenmodell Der Schweredruck."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen