5.1 Der Druck Nägel sind an einem Ende zugespitzt, am anderen Ende flach. Beim Einschlagen eines Nagels würde niemand auf die Idee kommen, den Hammer auf den spitzen Teil zu schlagen und den flachen Teil in die Wand zu treiben. Die Kraft, die über den Hammer auf den Nagelkopf wirkt, konzentriert sich auf ein kleines Flächenstück. Dies bewirkt einen so hohen Druck auf das Flächenstück, dass der Nagel in das Material eindringen kann. Diesen Überlegungen kannst du leicht folgen, wenn du einen Bleistift einmal mit dem ungespitzten Ende und ein andermal mit dem gespitzten Ende gegen deine Handfläche drückst. Von Druck sprechen wir immer dann, wenn auf eine Fläche A eines Körpers eine Kraft wirkt. Verteilt sich die Kraft F gleichmäßig auf die Fläche A, so bezeichnet man das Verhältnis von Kraft F zu der dazu senkrecht stehenden Fläche A als Druck p. Druck = Kraft _ Fläche p = F _ A Einheit: Pascal (Pa) 1 Pa = 1 N/m2 Zulässig ist auch die Einheit Bar (bar). 1 bar = 105 Pa, 100 Pa = 102 Pa = 1 mbar. Untersuche, überlege, forsche: Druck 66.1 W3 a) Berechne den Druck, den du barfuß beim Stehen auf den Boden ausübst! W4 b) Beschreibe, wie sich der Druck und die Druckverteilung beim Tragen von Stöckelschuhen ändert (66.1). W4 c) Wie kann man vermeiden, dass man beim Gehen im Schnee zu tief einsinkt? 66.2 Knie- und Sprunggelenke sind hohen Drücken ausgesetzt und müssen dennoch gut beweglich sein. S3 a) Beschreibe, wie die Gelenke aufgebaut sind, um diese Aufgabe zu erfüllen. Was passiert bei Fehlstellungen der Knie (z. B. O-Beinen)? S1 b) Erörtere, in welcher Weise sich die Belastung bei bestimmten Sportarten (z. B. Schifahren, Laufen) ändert. Diskutiere dieses Thema im Sportunterricht. Ein wissenschaftliches Großereignis in Magdeburg im Jahr 1656. Demonstration der Wirkung des Luftdrucks durch Otto von Guericke, Bürgermeister von Magdeburg. Zwei Halbkugelschalen aus Kupfer wurden so aneinandergelegt, dass sie eine Hohlkugel bildeten. Dann wurde die Luft abgepumpt. Die Halbkugeln ließen sich von 16 Pferden nicht auseinanderziehen. Warum reichte die Kraft der Pferde nicht, um die Halbkugeln zu trennen? 66.1 Schneeschuhe verteilen das Gewicht auf eine größere Fläche. Das Umgekehrte gilt für Bleistiftabsätze. 66.2 Arbeit an einem Tunnel der Tauernautobahn Gebirgsdruck als Problem für den Tunnelbau: Eisenbahn- und Straßentunnel unterqueren oft hohe Gebirge. Tunnel sind künstliche Hohlräume im Fels, der vor dem Tunnelbau stabil war. Nahe an der Tunnelröhre kann der Fels durch den Gewichtsdruck des Gebirges in Bewegung kommen oder plötzlich zerbrechen. Der Tunnel könnte einstürzen. Die Neue Österreichische Tunnelbaumethode verhindert dies, indem die Tunnelröhre aus Beton die ursprüngliche Druckverteilung bestehen läßt. 66 Mechanik I Druck in Flüssigkeiten und Gasen In diesem Kapitel erfährst du, – was man in der Physik unter Druck versteht, – was der Luftdruck ist und wie man ihn misst, – was man tun muss, damit Körper im Wasser nicht untergehen. 5 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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