Big Bang 2, Schulbuch

96 12 Druck in Flüssigkeiten Wenn du eine Spritze mit Wasser füllst und auf den Kolben drückst, dann erhöhst du den Druck im Inneren, und es spritzt vorne ordentlich raus ( B 12.24 a ). Nach diesem Prinzip funktioniert eine Spritzpistole . Wenn du aber die Spritze durch einem Schlauch mit einer zweiten verbindest ( b ), kannst du den Druck von Kolben 1 auf Kolben 2 übertragen. Weil Druck Kraft pro Fläche ist ( Kap. 5.4 ), werden dadurch auch Kraft und letztlich Bewegung übertragen. So funktioniert der Spielzeugbagger in B 12.23 ( A15 ). Man nennt so etwas Hydraulik , und die funktioniert mit allen Flüssigkeiten. Industrieroboter ( B 12.25 ) und Baumaschinen ( B 12.26 ) arbeiten zum Beispiel meistens mit Öl. Eine wichtige hydraulische Alltagsanwendung ist die Autobremse ( B 12.27 ). Die Kraft, mit der du das Bremspedal drückst, wird durch eine Bremsflüssigkeit zu den Bremsbacken übertragen, die dann seitlich auf die Bremsscheibe drücken. Marder werden von der Motorwärme eines Autos magisch angezogen. Und wenn sie schon mal dort sind, beißen sie auch gerne an den Bremsschläuchen herum. Wenn diese undicht werden, spritzt dort die Bremsflüssigkeit raus und die Bremsen funktionieren nicht mehr ( A14 ). Das kann dann sogar wirklich gefährlich werden. Mit Flüssig­ keiten kann man Kräfte aber nicht nur übertragen, son- dern auch verstärken ( 1  Info: Hydraulische Presse ). B 12.24 B 12.25 Ein hydraulischer Roboterarm , wie er etwa beim Autobau eingesetzt wird: Die schwarzen Schläuche übertragen den Öldruck, der von Motoren erzeugt wird, in den Arm. B 12.26 Hydraulik­ schläuche bei einem Bagger übertragen die Kraft des Motors zu den Armen und bewegen diese. Eine Scheibenbremse : Der Bremsschlauch entspricht den schwarzen Schläuchen in den B 12.24 und 25 . B 12.27 Hydraulische Presse Wenn der zweite Kolben größer ist ( B 12.28 a ), kannst du die Kraft verstärken . Nimm an, Kolben 1 hat 1 cm 2 Querschnitt, und du drückst mit 10N. In der Flüssigkeit erzeugst du daher einen Druck von 10N/cm 2 . Wenn Kolben 2 eine Fläche von 2 cm 2 hat, dann wirken auf ihn 2 cm 2 · 10N/cm 2 = 20N. Tataa – die Kraft hat sich verdoppelt ! In einer hydraulischen Presse ist Kolben 2 viel, viel größer als Kolben 1. Deshalb kann man irrwit- zige Kräfte erzeugen und sogar Autos zu Würfeln pres- sen ( A13 ). In der Mechanik gilt Arbeit ist Kraft mal Weg ( Kap. 6.4 ). Die Energieerhaltung setzt leider fest, dass du diese Arbeit nicht verringern kannst ( Kap. 6.2 )! Wenn du Kolben 1 um 1 cm hineindrückst, dann wandert Kolben 2 in unserem Beispiel nur 0,5 cm weit. Die Arbeit ist in beiden Fällen gleich groß. Es ist so wie beim zweiarmigen Hebel ( B 12.28 b ; siehe auch Kap. 8.2 ) oder bei einem Flaschenzug mit einer Umlenkrolle ( B 8.8 b ). a) Wie man eine Kraft hydraulisch verstärken kann b) Dasselbe Prinzip beim zweiarmigen Hebel B 12.28 Mit Hilfe von Flüssigkeiten kann man den Druck durch Schläuche über große Strecken übertragen. Durch Vergrößern der Querschnittsfläche beim zweiten Kolben kann man dabei enorme Kräfte erzeugen. Nur zu Prüfzweck n – Eigentum des Verlags öbv