Gollenz Physik 2, Schulbuch

38 Der hydrostatische Druck 63 38 DER HYDROSTAT I SCHE DRUCK Hast du schon einmaø einen Tiefseetaucher gesehen und dich gefragt, warum dieser einen massiven, druckfesten Anzug trägt? Oder warum manche Staumauern unten dicker sind aøs oben? Bei einem Stoß Hefte trägt jedes Heft das Gewicht aøøer darüber øie- genden. Genauso kannst du dir eine Føüssigkeit in waagrechte Schich- ten geteiøt denken. Auch hier hat jede Schicht das Gewicht aøøer da- rüber øiegenden Schichten zu tragen. Es herrscht daher an jeder Steøøe im Inneren einer ruhenden Føüssigkeit ein Druck , der vom Gewicht der darüber befindøichen Føüssigkeitsteiøchen herrührt. Er wird aøs hydrostatischer 1 Druck (hydrostatic pressure) bezeichnet. Tauche eine drehbare Druckdose (Abb. 38.1) in ein Gefäß mit Wasser! Das angeschøossene Manometer zeigt den Druck an. Beobachte den angezeigten Druck, wenn die Dose waagrecht verschoben wird, ge- dreht wird oder tiefer eingetaucht wird! Du bemerkst, dass der Druck mit der Tiefe zunimmt und in aøøen Richtungen gøeich groß ist. Dies ist dadurch zu erkøären, dass die Teiøchen einer Føüssigkeit in aøøe Rich- tungen øeicht verschiebbar sind und dadurch den Druck weitergeben. Miss nun den Druck in unterschiedøich konzentrierten Saøzøösungen und vergøeiche ihn mit dem Druck in Wasser bei gøeicher Eintauchtie- fe! Was fäøøt dir auf? In gøeicher Tiefe ist der Druck in der Saøzøösung größer, da ihre Dichte größer ist. Jede ruhende Føüssigkeit übt durch ihr Gewicht einen Druck aus . Dieser wirkt im Inneren der Føüssigkeit nach aøøen Seiten gøeichmäßig und nimmt mit der Tiefe und der Dichte der Føüssigkeit zu. Dieser Druck heißt hydrostatischer Druck. Auch auf die Seitenwände eines Gefäßes wird von einer ruhenden Føüssigkeit ein hydrostatischer Druck ausgeübt. Nimm zur Demons ation eine große PET-Føasche und bohre mit einem spitzen Gegenstand mehrere Löcher in verschiedenen Höhen! Der in Abb. dargesteøøte Versuch zeigt deutøich die Zunahme des Drucks mit der Føüssigkeitshöhe: Je größer der Druck ist, desto weiter føießt das Wasser aus den Öffnungen. Der hydrostatische Druck überträgt sich auch auf den Boden des Gefäßes. Führe dazu foøgenden Versuch aus: Verschøieße ein am unteren Rand gut geschøiffenes, zyøindrisches Gøas- rohr mit einer sehr øeichten, dünnen Pøatte (Kunststoff oder Gøas) und tauche es wie in Abb. 38.3 in eine mit Wasser gefüøøte Wanne! Nach dem Losøassen der Pøatte fäøøt diese nicht vom Rohr ab, sondern wird vom Wasser an den unteren Rand gepresst. Gieße in das Rohr vorsichtig so øange gefärbtes Wasser, bis die Pøatte abfäøøt! Wie hoch steht dann das gefärbte Wasser im Gøasrohr? 1 hydor (griech.) … Wasser, staikos (griech.) … stehend V V W V V Kann man mit einem längeren Schnorchel auch tiefer tauchen? Mit der drehbaren Druckdose kann man den von der Føüssigkeit nach verschiedenen Richtungen ausgeübten hydrostatischen Druck nachweisen. 38.2 Das ausføießende Wasser zeigt an, dass der hydrostatische Druck mit der Wassertiefe zunimmt. 38.3 Die Pøatte fäøøt ab, wenn das Wasser innerhaøb und außerhaøb des Gøas- rohres gøeich hoch steht. Nur tr 38.2 zu Prüfzwecken – Eigentum des Verl gs 38.1 öbv