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Druck in Flüssigkeiten

Übt man auf eine in einem Gefäß eingeschlossene Flüssigkeit eine Kraft aus, so entsteht in ihr ein Druck. Dieser äußert sich darin, dass die Flüssigkeit auf die Wände des Gefäßes Kräfte ausübt. Diese wirken senkrecht zu den Wänden. Der Druck in einer eingeschlossenen Flüssigkeit ist an allen Stellen gleich groß.

Die physikalische Größe Druck

Druck = Druckkraft / gedrückte Fläche

Jede physikalische Größe besteht aus Zahlenwert und Einheit.
Drücke werden in den Einheiten bar oder Pascal gemessen.

Die Druckeinheit bar und Millibar. ( milli = 1 / 1000 )

Die Druckeinheit Pascal und Hektopascal.( Hekto = 100 )
1 Pa = 1 N /m²       1 hPa = 100 Pa = 100 N / m²

Umrechnungen zwischen bar und Pascal.

Berechnungsbeispiele

1. Berechnungsbeispiel. Der Kolben drückt mit F = 10 N auf eine Flüssigkeitsoberfläche von A = 2 cm2. Wie groß ist der Druck in der Flüssigkeit? Antwort: Der Druck in der Flüssigkeit beträgt p = 5 N / cm2 oder 0,5 bar.

2. Berechnungsbeispiel. Mit welcher Kraft muss gedrückt werden, damit in der Flüssigkeit ein Druck von p = 10 N / cm2 = 1 bar entsteht? Antwort: Es muss mit einer Kraft von 20 N gedrückt werden.

3. Berechnungsbeispiel. Wie groß muss die Fläche A des Kolbens sein, damit bei einer Druckkraft von 200 N in der Flüssigkeit der Druck p = 100 N / cm2 =10 bar entsteht? Antwort: Die Fläche des Kolbens muss A = 2 cm2 betragen.

Die hydraulische Presse

Im Pumpkolben herrscht der Druck p = F1 / A1. Der Druck in der Flüssigkeit ist überall gleich groß. Das bedeutet, auch im Presskolben herrscht der Druck p. Dort gilt aber p = F2 / A2.

Beispiel

Der Pumpkolben einer Hebebühne hat die Fläche A1 = 50 cm2. Der Arbeitskolben die Fläche A2 = 5000 cm2. Welche Kraft wirkt auf den Arbeitskolben, wenn an dem Pumpkolben die Kraft F1 = 100 N herrscht? Für den Druck in der gesamten Flüssigkeit gilt: Da der Druck in der Flüssigkeit überall gleich groß ist, so wirkt er auch am Presskolben. Antwort: Auf dem Arbeitskolben wirkt eine Kraft von 10.000 N