Uwe Rath Eckleinjarten 13a Bremerhaven

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Johanna Fürst
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1 8. Ruhende Flüssigkeiten Eine Flüssigkeit ist Materie i flüssigen ggregatzustand, nach einer akroskopischen Definition ein Stoff, welcher einer Foränderung so gut wie keinen, einer Voluenänderung hingegen einen recht großen Widerstand entgegensetzt (der Stoff ist nahezu inkopressibel), nach einer ikroskopischen Definition ein Stoff, dessen Teilchen sich ständig nichtperiodisch bewegen sowie keinerlei Fernordnung, jedoch sehr wohl einer Nahordnung unterliegen und deren ittlere freie Weglänge in der Größenordnung des Teilchendurchessers liegt. Flüssigkeiten sind also voluenbeständig, forunbeständig, unterliegen einer ständigen Brownschen Bewegung. Der flüssige Zustand ist nicht allein stoffspezifisch, sondern hängt auch von äußeren Faktoren wie der Teperatur und de Druck ab. Wechselt eine solche Flüssigkeit ihren ggregatzustand, so spricht an von einer Phasenuwandlung, wobei der Begriff der Phase selbst einen Überbegriff zu ggregatzustand darstellt. Schwerkraft gerichtet ist. Infolge der gegenseitigen Verschiebbarkeit der Moleküle nehen Flüssigkeiten die For des Gefäßes an. us de gleichen Grund stellt sich die Oberfläche einer Flüssigkeit stets senkrecht zur wirkenden Kraft ein, wobei diese Kraft ier in Richtung der In verbundenen Gefäßen (kounizierende Röhren) steht eine Flüssigkeit überall gleich hoch. Bild: In allen Röhren herrscht derselbe Wasserstand, obwohl sich die Wasserengen stark unterscheiden. Bild: Eine Schlauchwaage ist ein Messgerät, bei de an sich die physikalischen Eigenschaften der kounizierenden Röhren zunutze acht. Gleiche Horizonte können über nahezu beliebig große Entfernungen (abhängig nur von der Länge des Schlauches) übertragen werden Seite 1 von 8 Seite/n

2 Der Bodendruck Der (Boden-) Druck in eine Gefäß hängt nicht von der Gefäßfor, sondern nur von der Flüssigkeitshöhe ab. Bild: In allen Gefäßen herrscht in derselben Höhe unabhängig von der Gefäßfor derselbe Druck: Diese zunächst unverständliche Erscheinung wird als hydrostatisches Paradoxon 1 bezeichnet. Erklärung in eine einfachen Beispiel: Die Druckkräfte F und F auf die schrägen Flächen 1 und 1 können zerlegt werden. F 1 und F 1 beanspruchen das Gefäß in der Waagerechten. Die lotrechten nteile F und F wirken schon bei der schrägen Wandung auf das Gefäß. lso wirkt auf nur die Druckkraft, die von der schrägen Wandung nicht aufgenoen wird. Der ufdruck Der allseitig wirkende Flüssigkeitsdruck kann auch eine nach oben gerichtete Kraft hervorrufen. Wird ein beiderseits offener Standzylinder it einer bdeckplatte a unteren Ende ins Wasser eingetaucht, so drückt die Flüssigkeit die Platte an. Die Platte fällt ab, wenn durch Eingießen von Wasser in den Zylinder Bodenkraft F B und ufwärtskraft F nahezu gleich groß geworden sind. Der Seitendruck Größerer Druck bedeutet größere usflussgeschwindigkeit und dait auch größere Reichweite des Wasserstrahls. 1 griech. paradox widersinnig; der allgeein üblichen Meinung entgegenstehend Seite von 8 Seite/n

3 Unter de Druck versteht an das Verhältnis einer senkrecht auf eine Fläche wirkenden Kraft (Norakraft) zur Größe dieser Fläche. Noralkraft Druck Fläche FN p N SI Einheit [ p] Pa [ F] [ ] Pa ist die bkürzung für Pascal. Urechnung: 1 bar 760 Torr 10 5 Pa 100 kpa hpa 4 1 bar 10 N/c² 8.1. Der Schweredruck Jede Flüssigkeit erfährt infolge ihrer eigenen Gewichtskraft einen Druck. In der nebenstehenden bbildung betrachten wir die über der Schnittfläche liegende Säule der Höhe h: Fg p g V ρ g h ρ g h ρ g Der Druck nit it wachsender Wassertiefe gleichäßig zu, u.zw. je 10 Tiefe (Süßwasser) u Pa 1 bar. Beachte: Die Dichte ρ ist teperaturabhängig. Die Einheit der Dichte wird sinnvoll it kg/³ eingesetzt. Boden-, Seiten- und ufdruck sind in der gleichen Tiefe ebenso groß wie der Schweredruck. Blaise Pascal (* 19. Juni 16 in Cleront-Ferrand; 19. ugust 166 in Paris) war ein französischer Matheatiker, Physiker, Literat und Philosoph. Das Bar ist in der Physik und Technik eine zulässige (SI-konfore) Einheit für den Druck. Der Nae stat von de griechischen Wort báros Gewicht, Druck«b. 4 Vgl. Seite von 8 Seite/n

4 Beispiel uf der Decke eines Wasserbehälters Innenaße 4,8 lang,. breit und 0,9 hoch ist ein Überlaufrohr von 100 Innendurchesser und 7,0 Höhe (bezogen auf Unterkante Decke des Wasserbehälters) angeordnet. Berechnen Sie 1. das Gewicht des Wassers (Dichte 1). den Druck auf die Bodenfläche des Behälters.. Die Druckkraft auf den Behälter. I Tabellenbuch finden wir: Löser 1. Gewicht des Wassers F g ρ V ρ g ( V + V ) Quader Hohlylinder ρ g π a b c + d h ρ g 4 π kg 48d d 9d + 1d 1d 70d 1 4 d kg ( 9504d + 54, d ) 1 9,81 d s kg 9558, d 1 9,81 d s kg 977,579.. s 977,6N 9,81 s Seite 4 von 8 Seite/n

5 . Bodendruck des Wassers p h ρ g (,9 + 7) 77499Pa ( h + h ) Quader kg 1000 Hohlzylinder 9,81 s ρ g kg 7, ,81 s N ² F. Druckkraft auf den Boden des Behälters Boden _ Quader Boden _ Quader a b p 4,8, ,44N 818,4kN p N ² Seite 5 von 8 Seite/n

6 8. Ruhende Flüssigkeiten 8.1 Schweredruck Übungsaufgaben Welcher (ittlere) Druck wirkt auf eine rechteckigen Klappe 600 hoch, 400 breit i wasserdichten Schott bei vollgelaufene Rau, wenn die Oberkante 9,80 unter de Schottendeck liegt? (Seewasser Dichte 1,05) Die Doppelbodendecke liegt bei beschädigte Boden 8,7 unter WL. Wie groß ist 1. der Druck und. die wirkende Kraft auf einen Mannlochdeckel 600/400? (Seewasser Dichte 1,05) Seite 6 von 8 Seite/n

7 Eine Tankdecke ist auf 1,5 (1,85) atü zu prüfen. Wie hoch ist ein aufgeschraubtes Rohr zu füllen (Wasser Dichte 1)? Eine Fundaentplatte soll StB 110 höher als BB liegen. Bei usvisieren zeigt die Schlauchwaage BB 14, StB 80 an. Welches Lager ist zu senken? U wie viel? Ein Betonquader von Länge, Breite, 1 Höhe (Dichte,4 t/³) liegt in 11 Wassertiefe auf glatte festen Sandgrund. Welche Zugkraft uss ein Kran aufwenden, u ihn vo Grunde abzuheben und wie viel, u ihn i Wasser schwebend zu halten? Seite 7 von 8 Seite/n

8 Welcher Bodendruck in Pa und bar herrscht in de Ölbehälter (ρ Öl 0,9 kg/d³)? Welche Kraft wirkt auf den a Boden des Behälters angebrachten Verschluss des uslassflansches it d 50? Eine Tauchglocke befindet sich Meter unter der Wasseroberfläche auf de Meeresgrund. a) Der Druck p des Wassers in bar und Pa in dieser Tiefe ist zu berechnen, wenn das Wasser eine Dichte von 1,1 kg/d³ hat. b) In welcher Tiefe würde der gleiche Druck p herrschen bei Wasser it der Dichte 1,0 kg/d³? Seite 8 von 8 Seite/n

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