Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

? Antwort auf die Eingangsfrage Im Hohlraum zwischen den mit einem Lederriemen abgedichteten Halbkugeln ist Vakuum. Von außen wirkt der Luftdruck und presst die beiden Schalen zusammen. Der normale Luftdruck beträgt ca. 1 bar = 10 5 Pa . Der Durchmesser der originalen Halbkugeln beträgt d = 42 cm . Der Querschnitt A der Halbkugeln ist: A = π r 2 = π · ( d /2) 2 = π · (42 : 2 cm) 2 = 1 385,4 cm 2 ≈ 0,1385m 2 Damit können wir schließlich die Kraft berechnen, mit der die Luft die Magdebur- ger Halbkugeln zusammendrückt. F = p · A ≈ 10 5 N/m 2 · 0,1385m 2 ≈ 13 850N G UERICKE schrieb dazu: „Mit dem Lederring als Zwischenlage wurden nun diese Halbkugeln aufeinander ge- passt und dann die Luft ... rasch ausgepumpt. Da sah ich, mit wie viel Gewalt sich die beiden Schalen gegen den Ring pressten! Und diesergestalt hafteten sie unter der Einwirkung des Luftdrucks so fest aneinander, dass 16 Pferde sie gar nicht oder nur mühsam auseinander zu reißen vermochten. Gelingt aber bei größter Kraftanstren- gung die Trennung zuweilen doch noch, so gibt es einen Knall wie von einem Büch- senschuss.“ Untersuche, überlege, forsche: Vakuum im Alltag 58.1 Leicht verderbliche Lebensmittel werden oft in Gefäßen mit Schraubdeckel kon- serviert. Durch kurzes Erhitzen wird die Luft im Leerraum durch Wasserdampf ver- drängt, der nach dem Abkühlen bei Zimmertemperatur nur einen Druck von ca. 30mbar hat. S 1 a) Warum muss die Luft aus dem Gefäß entfernt werden? W 1 b) Ist im Leerraum nun ein Vakuum? E 1 c) Mit welcher Kraft drückt die Atmosphäre auf den Schraubdeckel (z. B. d = 8 cm)? Warum hört man beim Öffnen meist ein Knack-Geräusch? 58.2 S 1 Ein Einrichtungshaus vertreibt Haken mit Saugnapf zur Befestigung auf Glas oder glatten Fliesen. Bei einem Durchmesser von 13 cm soll der Haken Gegenstän- de bis 3 kg halten. Ist die Angabe realistisch? 58.1 Reinhold M ESSNER und Peter H ABELER be- stiegen als Erste 1978 den Mount Everest (8 848m) ohne zusätzlichen Sauerstoff. Der Luftdruck beträgt in dieser Höhe nur noch ein Drittel des Drucks auf Meeresniveau. Daher enthält jeder Atemzug nur ein Drittel der übli- chen Sauerstoffmenge. 58.2 Messung des Blutdrucks mit Man- schette und Stethoskop 58.3 Blutdruckmessgeräte messen systoli- schen und diastolischen Druck. Teste dein Wissen W 1 5 Druck in Flüssigkeiten und Gasen 58.1 Die Druckeinheit 1 Pa bedeutet a) 1 kg/cm 2 b) 1N/m 2 c) 10N/m 2 58.2 Der normale Luftdruck ist a) wesentlich größer als 1 Pa b) wesentlich kleiner als 1 Pa c) entspricht dem Druck einer 1m hohen Wassersäule d) entspricht dem Druck einer 10m hohen Wassersäule 58.3 Beschreibe das Experiment von Torricelli. 58.4 Der Auftrieb ist a) im tiefen Wasser größer als im seichten Wasser b) im seichten Wasser größer als im tiefen Wasser c) unabhängig von der Tiefe des Wassers 58.5 Ein Gegenstand schwimmt, wenn a) sein Volumen genügend groß ist b) sein Gewicht genügend klein ist c) weder a noch b ist richtig, sondern … 58 MECHANIK 1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv