Kann mir jemand mit dieser Aufgabe helfen zum Thema Luftdruck?
Zum Montieren von grossen Scheiben verwendet man Baumaschinen mit Saugnäpfen. Eine Maschine mit 6 Saugnäpfen von je 14cm Durchmesser. In den Saugnäpfen erreicht man ein Druck von 10000Pa. Welche Masse darf die Scheibe maximal haben?
Lösung ist: 859kg
Merci viel mals
1 Antwort
Such Dir die Formel für Kreisflächen und rechne die Gesamtfläche der Saugnäpfe aus. Schau nach, wie viel Pa der normale Luftdruck groß ist. Es sind jedenfalls mehr als die 10000 Pa in den Saugnäpfen. Rechne den Druckunterschied aus. Multipliziere den Druckunterschied mit der Fläche der Saugnäpfe, dann hast Du die Saugkraft, mit der der Luftdruck Saugnäpfe und Glasscheibe aneinander drückt.
Um sagen zu können, ob diese Kraft reicht, dafür brauchen wir noch mehr Information.
Damit die Scheibe waagerecht liegend an den Saugnäpfen hängen bleibt und läßt sich heben läßt, muß die Kraft nur größer sein als das Gewicht der Scheibe.
Damit die Scheibe senkrecht stehend an den Saugnäpfen hängen bleibt ohne zu rutschen, und so in ihren Fensterrahmen gehoben werden kann, muß die Kraft, multipliziert mit der Haftreibungszahl, größer sein als das Gewicht der Scheibe. Die Haftreibungszahl hängt von den beiden Materialien ab, die aneinander haften sollen. Das eine ist Glas. Ob das andere Gummi ist oder irgendein Kunststoff, müßte man wissen und die Haftreibungszahl recherchieren.
Nachtrag, 2022-03-11, 17:00++
Hier wird so ein Glasheber im Einsatz gezeigt:
https://www.youtube.com/watch?v=pQXDvtzxmgc
Über die Aufgabe hab' ich noch mal nachgedacht.
Die angegebenen 859 kg kommen *dann* heraus, wenn man keine Reibungszahl berücksichtigt. Das konnte man sich schon denken, denn es wurde ja auch keine angegeben.
Da die Reibungszahl nicht berücksichtigt wird, sagt das Ergebnis aber gar nicht, welche Masse die Scheibe maximal haben darf. Das ist in der Aufgabe falsch ausgedrückt!
Die 859 kg sind nichts weiter als ein Zwischenergebnis, mit dem wir die maximal zulässige Masse berechnen könnten, wenn wir die Reibungszahl wüßten.
Man darf die 859 kg noch nicht einmal als Obergrenze für die maximale Masse verstehen (also annnehmen, daß die wirkliche maximale Masse höchstens 859 kg wäre)! Denn die Haftreibungszahl ist nicht immer ≤1, sie kann für manche Materialien auch >1 sein. Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Reibungskoeffizient#Häufige_Irrtümer
Das muß man, weil der Rest der Luft, der noch in den Saugnäpfen ist (die 10000 Pa) von innen drückt und damit gegen den Luftdruck wirkt, der von außen drückt. Dadurch wird die Saugkraft schwächer als sie wäre, wenn in den Saugnäpfen perfektes Vakuum wäre.
Warum muss man genau den Druckunterschied zwischen dem Luftdruck und den Saugnäpfen ausrechnen?