Druck in Flüssigkeiten
Druck und Gewicht - Grundlegendes
Für eine Kraft, die rechtwinklig auf eine Fläche wirkt, gilt folgende Formel:
Wenn die Kraft in Newton (N) und die Fläche in Quadratmetern (m2) angegeben wird, dann gibt man den Druck in Pascal (Pa) an.

Eine Flüssigkeit wird in ihrem Behälter durch ihr Gewicht gehalten. Dies verursacht Druck auf den Behälter und Druck auf jedes Objekt, das sich in der Flüssigkeit befindet.
Die folgenden Eigenschaften gelten für jede stehende Flüssigkeit in einem offenen Behälter. Die Experimente zeigen zwei von ihnen.

Druck wirkt in alle Richtungen
Die Flüssigkeit drückt auf jede Fläche, die mit ihr in Berührung kommt, egal wohin die Oberfläche zeigt. Zum Beispiel muss das Tiefsee-Schiff unten dem zerquetschenden Effekt des Meerwassers standhalten, das von allen Seiten Druck ausübt, nicht nur nach unten.

Druck steigt mit der Tiefe
Je tiefer ein Objekt in einer Flüssigkeit ist, desto größer ist das Gewicht der Flüssigkeit darüber und desto höher ist der Druck. Dämme an der Unterseite sind dicker, um dem höheren Druck dort zu widerstehen.
Druck hängt von der Dichte der Flüssigkeit ab
Je dichter die Flüssigkeit ist, desto höher der Druck in einer bestimmten Tiefe.
Druck hängt nicht von der Form des Behälters ab
Unabhängig von der Form oder Breite eines Behälters ist der Druck in einer bestimmten Tiefe immer gleich.

Nützliche Zusammenhänge
Bei Berechnungen ist es immer gut zu wissen, in welcher Beziehung physikalische Größen zueinander stehen:
Volumen (in m3) | Dichte (in |
Masse (in kg) | Gewicht (in N) | g (10 |
Es könnte zum Beispiel sein, dass du das Volumen und die Dichte einer Flüssigkeit kennst, aber das Gewicht der Flüssigkeit herausfinden musst. Dazu kannst du die folgenden Gleichungen anwenden:
Aus diesen Gleichungen folgt:
Berechnung des Drucks in einer Flüssigkeit

Der Behälter oben hat die Grundfläche A. Er ist bis zu einer Tiefe h mit einer Flüssigkeit der Dichte
Volumen der Flüssigkeit =
Grundfläche
Masse der Flüssigkeit = Dichte
Gewicht der Flüssigkeit = Masse
Also: Kraft auf Grundfläche = pgAh
Diese Kraft wirkt auf eine Fläche A.
Druck =
In einer Tiefe h in einer Flüssigkeit der Dichte
Beispiel
Wenn die Dichte des Wassers 1000
Fragen
g = 10
- Wie ist der Druck bei A verglichen mit dem Druck bei B? (Mehr oder weniger?)
- Wie ist der Druck bei B verglichen mit dem Druck bei D? (Mehr oder weniger?)
- Wie ist der Druck bei A verglichen mit dem Druck bei C? (Mehr oder weniger?)
- Wenn das Wasser im System durch Paraffin ersetzt wurde, wie würde dann der Druck bei B sein?

Richtig ist:
- weniger
- ist gleich
- ist gleich
- weniger
Richtig ist:
- 24 m3
- 19200 kg
- 192 000 N
- 16 000 Pa
Richtig ist:
20.000Pa