Antwort – Re: Fluidstatik
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Re: Fluidstatik
— by sam_messen sam_messen
Physik Forum Eintrag 29.08.2016
von Samuel Bösch

Experiment:
Beim Lehrerpult war das unten abgebildete Gefäss mit unterschiedlichen Rohren zu sehen. Das Erstaunliche bei diesem Experiment ist, dass die Rohre alle gleich hoch mit Wasser gefüllt sind, obwohl sie unterschiedliche Volumina und Form besitzen.
Zurückzuführen ist dies darauf, dass sich bei der Formel zur Berechnung des Hydrostatischen Druckes, die Fläche weg kürzt, sodass nur noch die Höhe, die Dichte des Fluides und die Erdbeschleunigung eine Rolle spielen. Daraus folgt, dass der Druck in allen Gefässen, auf derselben Höhe, gleich gross ist.
pSchwere = ρFluid * gErde * h



Vortrag:
Thema: Berechnung des Absolut Druckes bei der Belastung eines Mountainbike-Schlauches bei einem «Wheelie»

Gegeben:
Masse Person: m = 80kg, Anfangsdruck im Schlauch: pBeginn = 2.5 bar, Erdbeschleunigung: g = 9.81m/s, Fläche des Rades, welches den Boden berührt: A = 150cm2,
Luftdruck: pUmgebung 0.9 bar

Berechnung:
Gewichtskraft FG welche auf den Reifen einwirkt FG = m * g = 80kg * 9.81m/s2 = 784.8N
Druckeinwirkung auf den Reifen p1 = FG / A = 784.8N / 0.015m2 = 52 320 Pa = 0.52 bar
Relativer Druck pRelativ = pBeginn + p1 = 3.02 bar
Absoultdruck: pAbsolut = pRelativ + pUmgebung = 3.92 bar

Ergänzende Infos für die Vortragenden:
Muss nicht zwingend eine PP-Präsentation gemacht werden, A4 Blatt mit Rechnung reicht.
Beispielsaufgaben aus Buch anschauen -> Theorie repetieren.
Wenn möglich die Aufgabe auf den Beruf beziehen

Hausaufgaben Besprechung:
1) 1 hPa = 1 mbar
3a)

3b) Pa ≜ N / cm2 Druckdifferenz p2 - p1 = 200 hPa erzeugen eine Kraft auf die Fläche A. p = F / A => p * A = F
A = (0.12m)2 / 4 * π = 11.3 * 10-3 m2
p = 20 000 Pa
F = ((0.12m)2 / 4 * π) * 20 000 Pa = 226 N

Ergänzende Infos:
Aufzeichnungen von Herr Maeder auf OneDrive verfügbar
Buch S. 120: Theorie zu den Aufgaben

Experimente:
In der Klasse wurden zwei über einen Schlauch miteinander verbundene Spritzen herumgegeben, welche jeweils zur Hälfte mit einer Flüssigkeit gefüllt waren. Wenn man nun bei der kleinen Spritze den Kolben hinunter drückt, braucht dies weniger Kraft, als wenn man den Kolben bei der grossen Spritze hinunter drückt. Dies liegt an der Formel für den Druck: p = F / A was so viel bedeutet wie: "Druck ist gleich Kraft dividiert durch Fläche". Ist also die Fläche klein, muss man auch nur eine kleine Kraft aufwenden, damit der Druck im System gleich gross ist, wie wenn man den grösseren Kolben mit mehr Kraft runterdrückt.



Ein Rundkolben, welcher mehrere Löcher hat wird mit Wasser gefüllt und mit einem Presskolben wird das Wasser wieder herausgepresst. Bei allen Löchern kommt ungefähr dieselbe Menge Wasser raus. Daraus können wir schliessen, dass der Druck im ganzen Gefäss gleich gross war.



Auftrag:
Lesen Physikbuch S. 21 -23: Theorie zu Fluide
Lösen Aufgabendossier ganze Aufgabe 8

Experiment:
Ein leeres Gefäss wird unter den Ausfluss eines grösseren mit Wasser gefüllten Gefässes, welches auf einer Wage steht gestellt. Danach wird eine Holzkugel, deren Gewicht bekannt ist in das Wasser getaucht. Die Kugel verdrängt genau so viel Wasser, bis die Waage wieder das Gewicht anzeigt, welches ganz am Anfang angezeigt wurde, bevor die Kugel im Wasser war. Das Wasser, welches verdrängt wurde, hat das selbe Gewicht, wie die Holzkugel.



Hausaufgaben:
Aufgabe 8 fertig lösen
Ein erstes Mal Physikbuch S.29-33 lesen

Worddokument inklusive allen Bildern:
https://workupload.com/file/WcercfH