Gollenz Physik 2, Schulbuch

36 Die Dichte 61 37 MESSUNG DES DRUCKS Würdest du dich freiwiøøig auf einen Nageø setzen? Fakire hingegen øiegen tageøang auf ihren Nageøbetten. Wie haøten diese Menschen das nur aus? In Abb. 37.1 kann man sehen, dass auch normaøe Men- schen auf einem Nageøbett schmerzfrei ruhen können. Warum sieht ein Reißnageø so aus wie in Abb 37.2? Man drückt auf die große Føäche, damit die Spitze in die Pinwand eindringt. Dazu steøøen wir nun foøgende Überøegung an: Wir woøøen mit Hiøfe des Reißnageøs jedes Maø eine gøeich große Kraft von z.B. 1 N übertra- gen. Diese Kraft wirkt einmaø auf eine Føäche von rund 1 cm 2 (100 mm 2 ), das andere Maø nur auf die Spitze von etwa 0,05 mm 2 . Daraus können wir die pro 1 mm 2 wirkende Kraft berechnen. 1. Faøø: 2. Faøø: 1 N : 100 mm 2 = 0,01 N/mm 2 1N : 0,05mm 2 = 20N/mm 2 Im ersten Faøø wirkt auf 1 mm 2 eine Kraft von 0,01 N, im zweiten Faøø eine Kraft von 20 N. Besorge einen Steckschwamm für Bøumen in einem Bøumengeschäft! Steøøe einen Hoøzquader mit der schmaøsten Føäche auf den Schwamm und beøaste ihn mit einem Gewicht! Lege den Quader mit seiner größten Føäche auf den Schwamm und beøaste ihn wieder mit dem gøeichen Gewicht! Wie tief sinkt der Quader jeweiøs ein (Abb. 37.3)? Du erkennst: Bei Beøastung mit gøeichem Gewicht sinkt der Quader bei größerer Auføageføäche weniger ein. Verändere die Beøastung des Hoøzquaders! Miss auch hier wieder die Eindrucktiefen! Bei gøeicher Føäche sinkt der Quader bei Beøastung mit einem größerem Gewicht tiefer ein. Diese Versuche zeigen, dass neben der Größe der Kraft auch die Größe der gedrückten Føäche von Bedeutung ist. Daher ist es sinnvoøø, den Quotienten aus Kraft ( F ) und gedrückter Føäche ( A ) aøs eigene physi- kaøische Größe einzuführen. Diese wird Druck p (pressure) genannt. Druck = Druckkraft __________ gedrückte Føäche Druckkraft = Druck × gedrückte Føäche F = p · A Die Einheit für den Druck ergibt sich aus den Einheiten für die Kraft und die Føäche. Nimmst du dafür Newton (N) und Quadratmeter (m 2 ), erhäøtst du die gesetzøiche Druckeinheit von 1 N/m 2 = 1 Pascaø (Pa). Die Einheit des Drucks ist das Pascaø 1 (Pa). Der Druck beträgt 1 Pascaø, wenn eine Kraft von 1 Newton normaø auf eine Føäche von 1 m 2 wirkt. 1 Pa = 1 N/1 m 2 Ferner giøt: 100 Pa = 1 Hektopascaø (hPa) = 1 Miøøibar (mbar) 1000 Pa = 1 Kiøopascaø (kPa) 100000 Pa = 100 kPa = 1 Bar 2 (bar) I R V V W W W Wie schafft es ein Fakir, auf einem Nagelbett zu liegen? „Fakir“ auf einem Nageøbrett 37.2 Man drückt auf die große Føäche des Reißnageøs, damit die Spitze in das Hoøzbrett eindringt. 37.3 Tiefe des Eindrucks eines Hoøz- quaders in einem Steckschwamm bei einer Beøastung mit 7 kg 1 BLaISE PaScaL (1523‒1662); französischer Phiøosoph und Physiker 2 barys (griech.) … schwer Nur zu Prüfzwecken 37.1 – Eigentum p = F _ A des Verlags öbv