Vortrag: Flüssigkeiten (6. Klasse AHS)

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1 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten / Vortragsdatum: bgabetermin: Physikalischen Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten (6. Klasse HS) Mittendorfer Stephan Matr. Nr

2 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten / INHLT... 3 NHNG... 6

3 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 3/ I N H L T

4 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 4/ Voraussetzungen: Modell einer idealen lüssigkeit (wird aber nochmals wiederholend erklärt) Definition des Druckes + gebräuchliche Einheiten Lernziele: Was ist Hydraulik und wo findet sie Verwendung Hydrostatisches Paradoxon verstehen Lernen Was ist der hydrostatische uftrieb, und wie kann man sich diesen zunutze machen Versuche: Hydraulik: Material: Einwegspritzen (0ml, 5ml) Infusionsbesteck (beides in jeder potheke erhältlich) Versuchsaufbau & Durchführung: Zuerst schneidet man den Plastikschlauch, der an der Tropfkammer des Infusionsbesteckes hängt ab. Dann steckt man den Schlauch an die 0 ml Spritze und saugt durch diesen Wasser in die Spritze worauf zu achten ist, dass keine Luftblasen entstehen. Wenn das erledigt ist steckt man die 5 ml Spritze an das andere Ende des Schlauches. Schon hat man einen Krafttransformator. Hydrostatischer uftrieb: Material: Balkenwaage mit dazugehörigen Gewichten Glas Wasser Versuchsaufbau & Durchführung: Man füllt das Glas mit Leitungswasser und stellt es auf eine Waagschale. Dann wird die Balkenwaage mit Hilfe von Gewichten, die auf die andere Waagschale gelegt werden, ausgeglichen. rage: Was geschieht wenn man den inger in das Becherglas auf der Waagschale taucht? ntwort: Das Becherglas bewegt sich nach unten, da auf den inger eine Kraft, und zwar der uftrieb wirkt, wir aber den inger ins Wasser drücken. Diese Kraft ist so gering, dass wir sie nicht wahrnehmen, aber sie reicht dennoch aus die Waagschale nach unten zu bewegen. Resümee Bei meinem Vortrag habe ich das hydrostatische Paradoxon, nicht wie im Konzept vor dem hydrostatischen uftrieb, sondern danach besprochen. Das ist Inhaltlich nicht ratsam. Ein weiterer Kritikpunkt, war die Schriftgröße auf den von mir verwendeten olien, die deutlich zu klein war. Diesen ehler habe ich in den angehängten olien bereits eliminiert.

5 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 5/ K O N Z E P T Hydraulik GRUNDLGEN Modell einer idealen lüssigkeit Unter einer idealen lüssigkeit versteht man ein Medium, das völlig inkompressibel ist und dessen Teilchen sich reibungsfrei gegeneinander verschieben lassen. Definition Druck + gebräuchliche Einheiten VERSUCH: Spritzen Kraft * Weg = rbeit Zugeführte rbeit muss am zweiten Kolben wieder abgegeben werden weil die lüssigkeit, inkompressibel und reibungsfrei, keine Energie speichern kann. Kolbenfläche * Weg = Volumen Die lüssigkeitsvolumina müssen gleich sein -> weil inkompressibel olgerung: In ruhenden idealen lüssigkeiten und Gasen, die der Schwerkraft Nicht unterworfen sind, herrscht überall der gleiche Druck. Hydrostatisches Paradoxon: GRUNDLGEN: Der Gewichtsdruck, den eine ruhende lüssigkeit am Boden des Gefäßes besitzt, hängt von der örtlichen allbeschleunigung, von der Dichte und von der Höhe der lüssigkeitssäule, nicht aber von der orm des Gefäßes ab. Versuch ist relativ unspektakulär Es kann jeder zuhause mit einer Gießkanne nachprüfen, ob der Wasserpegel im Gießrohr gleich dem Wasserpegel in der eigentlichen Kanne ist. Hydrostatischer uftrieb: GRUNDLGEN: Ein Körper erfährt in einer ruhenden lüssigkeit, die unter dem Einfluss der Schwerkraft steht, einen uftrieb. Er ist lotrecht nach oben gerichtet und greift am Schwerpunkt der verdrängten lüssigkeitsmenge an. Sein Betrag ist gleich groß wie das Gewicht der verdrängten lüssigkeit. Wurde vor mehr als 000 Jahren von rchimedes entdeckt und wird deshalb auch als archimedisches Prinzip bezeichnet. Das von rchimedes entdeckte Phänomen gilt nicht nur in lüssigkeiten sondern auch wenn der Körper von einem der Schwerkraft unterworfenen Gas umgeben ist. Es ermöglicht z.b. Heißluftballons in die Höhe zu steigen VERSUCH: auf der einen Wagschale ein mit Wasser gefülltes Gefäß Waage ausgleichen inger bzw. Gegenstand eintauchen Was wird passieren?

6 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 6/ N H N G

7 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 7/ Hydraulik - Rechenbeispiel Zwei Kolben (Grundfläche = Kreis): =? = 0 N Kolben : d = 4 cm -> r = cm =? Kolben : d = cm -> r = cm =? = r π = = = 4π = 0N = 40N π

8 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 8/ Ein Körper erfährt in einer ruhenden lüssigkeit, die unter dem Einfluss der Schwerkraft steht, einen uftrieb. Er ist lotrecht nach oben gerichtet und greift am Schwerpunkt der verdrängten lüssigkeitsmenge an. Sein Betrag ist gleich groß wie das Gewicht der verdrängten lüssigkeit. In ruhenden lüssigkeiten und Gasen, die der Schwerkraft nicht unterworfen sind, herrscht überall der gleiche Druck. Der Gewichtsdruck, den eine ruhende lüssigkeit am Boden des Gefäßes besitzt, hängt von der örtlichen allbeschleunigung, von der Dichte und von der Höhe der lüssigkeitssäule, nicht aber von der orm des Gefäßes ab.

9 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 9/ Hydraulik Es gelten folgende Beziehungen: s = s s = s us diesen beiden Gleichungen erhalten wir: = Da Kraft pro läche nichts anderes als der Druck ist, ist die Gleichung gleichbedeutend mit: p = p

10 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten 0/ Hydrostatisches Paradoxon wenig Wasser (leicht) viel Wasser (schwer) p p p p Obwohl sich die Wassermengen in den Gefäßen stark unterscheiden, ist der Druck am Boden der Gefäße überall gleich.

11 Physikalisches Schulversuchspraktikum Vortrag: lüssigkeiten / Modell einer idealen lüssigkeit Unter einer idealen lüssigkeit versteht man ein Medium, das völlig inkompressibel ist und dessen Teilchen sich reibungsfrei gegeneinander verschieben lassen. Druck Betrag_ der _ Druckkraft Größe _ der _ läche = bzw. p = bar = 0 5 Pa = 0 5 N/m