PhysProf - Druck in Flüssigkeiten - Kraft - Fläche - Flüssigkeit

Fachthema: Druck in Flüssigkeiten
PhysProf - Mechanik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte und naturwissenschaftlicher Grundlagen mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.

Online-Hilfe für das Modul
zur Untersuchung des Verhaltens des statischen Drucks in Flüssigkeiten.
Dieses Teilprogramm ermöglicht die Durchführung interaktiver Analysen zu diesem Fachthema sowie eine Untersuchung der entsprechenden physikalischen Sachverhalte.
Es eignet sich auch als Begleitung zu Versuchen im Physikunterricht, unterstützt dabei ein tiefergehendes Verständnis zu diesem Themengebiet zu erlangen und kann zum Lösen vieler diesbezüglich relevanter Aufgaben eingesetzt werden.

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Druck in Flüssigkeiten
Modul Druck in Flüssigkeiten
Mit Hilfe des Programmteils [Mechanik I] - [Druck in Flüssigkeiten] kann das Verhalten des statischen Drucks in Flüssigkeiten untersucht werden.
Druck in Flüssigkeiten - Abbildung 1
Druck in Flüssigkeiten - Abbildung 2
Physikalische Gesetze beschreiben Zustände sowie die Änderungen physikalischer Systeme mit Hilfe erfassbarer Daten in Form definierter physikalischer Größen. Der Auflagedruck erteilt Auskunft darüber, mit welcher Kraft ein Körper senkrecht auf ein Flächenareal von 1 Quadratmeter wirkt.
Das Pascalsche Gesetz besagt unter anderem dass der Druck einer Flüssigkeit konstant ist. Der Druck in ruhenden Flüssigkeiten (z.B. Wasser) breitet sich in allen Richtungen gleichmäßig aus. Die vom Druck erzeugte Kraft (oder die druckerzeugende Kraft) steht stets senkrecht auf den Grenzflächen der Flüssigkeit.
Die Kräfte verhalten sich wie die Flächen auf die sie wirken:
bzw.
Hieraus kann gefolgert werden:
Hierbei sind:
p,p1,p2: Drücke [Pa]
F1,F2: Kräfte [N]
A1,A2: Flächen [m²]
d1,d2: Durchmesser [m]
Hinweis:
1 bar entspricht 100 000 Pascal.
Die oben beschriebenen Sachverhalte liegen ebenfalls vor, wenn das System wie nachfolgend gezeigt angeordnet ist. Auch hier gilt: Die beiden Kräfte F1 und F2 verhalten sich wie die Quadrate der Kolbendurchmesser.
Zum Einsatz kommt diese Gesetzmäßigkeit in hydraulischen Hebeeinrichtungen wie z.B. Wagenheber oder Hebebühnen. Bei einer hydraulischen Presse wirkt auf die Kolben derselbe Druck auf die verschieden großen Flächen des Kolbens (Kolbendruck), jedoch übt er auf diese unterschiedliche Kräfte aus.
Programmbedienung - Beispiel
Durch die Vorgabe verschiedener Ausgangswerte für Flächen und Massen, welche Sie durch die Positionierung der dafür vorgesehenen Rollbalken A1, A2, m1 und m2 festlegen, können Sie sich das Verhalten dieses Prinzips verdeutlichen.
Eine Simulation zur Analyse der Sachverhalte können Sie durchführen lassen, indem Sie die Schaltfläche Start bedienen. In den Anfangszustand zurückversetzen können Sie die Darstellung wieder durch die Bedienung der Schaltfläche Urzustand.
Aufgrund ihrer eigenen Gewichtskraft erfährt eine Flüssigkeit (z.B. Wasser) einen Schweredruck. Dieser beträgt je Meter Wasserhöhe ca. 104 Pa.
Es gilt:
p = G/A
G: Gewichtskraft der Flüssigkeit [N]
A: Fläche [m²]
oder:
p = ρgh
p: Schweredruck bei h [Pa]
h: Höhe der Flüssigkeitssäule [m]
ρ: Dichte der Flüssigkeit [kg/m³]
g: Fallbeschleunigung = 9,81 m/s²
Mit Hilfe dieses Programms lassen sich unter anderem Grafiken für Arbeitsblätter zur nichtkommerziellen Nutzung für Unterrichtszwecke erstellen. Beachten Sie hierbei jedoch, dass jede Art gewerblicher Nutzung dieser Grafiken und Texte untersagt ist und dass Sie zur Verfielfältigung hiermit erstellter Arbeitsblätter und Unterrichtsmaterialien eine schriftliche Genehmigung des Autors (unseres Unternehmens) benötigen.
Diese kann von einem registrierten Kunden, der im Besitz einer gültigen Softwarelizenz für das entsprechende Programm ist, bei Bedarf unter der ausdrücklichen Schilderung des beabsichtigten Verfielfältigungszwecks sowie der Angabe der Anzahl zu verfielfältigender Exemplare für das entsprechende Arbeitsblatt unter der auf der Impressum-Seite dieses Angebots angegebenen Email-Adresse eingeholt werden. Es gelten unsere AGB.
Dieses Programm eignet sich neben seinem Einsatz als Berechnungs- bzw. Animationsprogramm zudem zum Lernen, zur Aneignung entsprechenden Fachwissens, zum Verstehen sowie zum Lösen verschiedener Aufgaben zum behandelten Fachthema. Durch seine einfache interaktive Handhabbarkeit bietet es die auch Möglichkeit der Durchführung unterschiedlicher Untersuchungen hierzu.
Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Druck zu finden.
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Schräger Wurf - Schiefer Wurf, Waagerechter Wurf - Horizontaler Wurf, Hookesches Gesetz, Mechanische Arbeit, Zweites Newtonsches Gesetz, Drittes Newtonsches Gesetz, Gedämpfte mechanische Schwingung, Bewegungen auf einer Kreisbahn, Hebelgesetz, Chaotisches Doppelpendel, Mathematisches Pendel, Freier Fall und Luftwiderstand, Harmonische Schwingungen, Molekularbewegungen, Brownsche Bewegungen, Potentielle und kinetische Energie, Ideale Strömung - Volumenstrom, Druck in Flüssigkeiten, Wellen - Simulationen, Zusammengesetzte Bewegung, Bewegungen in der Ebene, Carnotscher Kreisprozess, Adiabatische Zustandsänderung, Isotherme Zustandsänderung, Isobare Zustandsänderung, Isochore Zustandsänderung, Beugung am Spalt, Hohlspiegel, Sammellinse, Zerstreuungslinse, Wechselstromkreise, RLC-Kreis - RLC-Schaltung, RL-Kreis - RL-Schaltung, RC-Kreis - RC-Schaltung, Resonanz - Resonanzkurve, Widerstände im Wechselstromkreis, Schwingungen und deren Überlagerung, Plattenkondensator, Ladung und Entladung von Kondensatoren, Reihenschaltung und Parallelschaltung, Lissajou-Figuren, 1. Keplersches Gesetz, 2. Keplersches Gesetz, 3. Keplersches Gesetz
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Unterprogramm Druck in Flüssigkeiten
PhysProf 1.1 - Unterprogramm RLC-Kreis
MathProf 5.0 - Unterprogramm Kurven in Parameterform
SimPlot 1.0 - Grafik- und Animationsprogramm für unterschiedlichste Anwendungszwecke
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