Druck und Auftrieb

Druck und Auftrieb

1. Definition Druck

   • Der Druck ist die Kraft, die auf eine bestimmte Fläche wirkt

2. Maßeinheit

   • p = F / A mit der Maßeinheit 1 N / m² = 1 Pa
   • 1 Pa = 1 N/m² = 1/10000 N/cm² = 1/100 cN/cm²
   • 100.000 Pa = 1 bar = 10 N/cm²

3. Schweredruck (hydrostatischer Druck)

   • In Flüssigkeiten und Gasen herrscht ein Druck. Er zeigt sich an jeder Grenzfläche durch auf sie senkrecht wirkende Kräfte
   • In gleicher Tiefe ist der Druck überall gleich groß
   • Je größer die Tiefe, desto größer der Druck
   • p = h * g * ρ
     • Druck = Höhe * Ortsfaktor * Dichte
     • Der Schweredruck ist von der Gefäßform unabhängig und hängt nur von Tiefe h, Dichte ρ und Ortsfaktor g ab.
   • Die Gewichtskraft der Luft verursacht den Luftdruck - er beträgt etwa 1000 hPa

4. Druck in Gasen

   • Bei konstanter Temperatur ist das Produkt aus Druck p und Volumen V einer abgeschlossenen Gasmenge konstant => p*V ist immer gleich!
     • 100 bar * 20 Liter = 1 bar * 2000 Liter

5. Satz des Archimedes

   • Der Auftrieb ist stets so groß wie die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit
   • Wenn ein Körper 40 cm³ an Wasser verdrängt, welches eine Gewichtskraft G = 40 cN erfährt, so erfährt er eine Auftriebskraft von F = 40 cN

6. Auftrieb in Gasen

   • Alle Körper erfahren in einem Gas einen Auftrieb
     • Der Satz des Archimedes gilt auch in Gasen!!

7. Schwimmen, schweben, untergehen

   • Ein Körper schwimmt in einer Flüssigkeit, wenn seine mittlere Dichte kleiner als die der Flüssigkeit ist.
   • Ein schwimmender Körper taucht so tief ein, bis die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit und die Gewichtskraft des Körpers gleich groß sind!

8. Formel

   • FA = ρ*g*V
     • Auftrieb = Dichte * Ortsfaktor * Volumen des Körpers