Modell des Kolbendrucks

In den unten abgebildeten Animationen soll am Modell der Teilchenbewegung die Ursache des Kolbendrucks erklärt werden. Die kleinen roten Kügelchen stehen als Modell der Teilchen (Moleküle) des jeweiligen Stoffes (Hydraulik-Flüssigkeit) und die größeren transparenten Kugeln sollen den ungefähren Bereich der thermischen Eigenbewegung (Schwingungen) dieser Teilchen darstellen.

Beobachtung: Je weiter der Kolben in den Zylinder gedrückt wird, desto weniger Platz haben die Teilchen zum schwingen => die Schwingungen werden heftiger und damit die Anzahl und Intensität der Stöße größer => der Kolbendruck wächst!

In diesem Modell wird aus Gründen der Anschaulichkeit die Inkompressibilität von Flüssigkeiten vernachlässigt! Da jedoch gerade dieser Aspekt hydraulische Anlagen von pneumatischen Anlagen unterscheidet sollte sich der Schüler stets über den Modellcharakter im Klaren sein.
Modell der Teilchenbewegung

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Modell des Kolbendrucks

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formale Aufgaben zum Druck

Bei diesen Aufgaben wird der Rechenweg schrittweise erläutert. Führe alle Rechenschritte sorgfältig aus und runde die Ergebnisse wie angegeben.

Es muss mit den gerundeten Zwischenergebnissen weitergerechnet werden!

Aufgabenstellung

Lösung

        geg.: F = 60 N                    ges.:  p in Pa
                A = 0,5 m2

p = Pa!
        geg.: F = 5,2 kN                 ges.:  p in kPa
                A = 400 cm2
A = m2!
F = N!

p = Pa!
p = kPa!
        geg.: p = 900 kPa                ges.:  F in N
                A = 80 cm2
p = Pa!
A = m2!

F = N!
        geg.: p = 45 hPa                ges.:  A in cm2
                F = 900 N
p = Pa!

A = m2!
A = cm2!
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