Druck?
Hey,
Kann mir jemand Aufgabe A4 und A5 erklären?
Bei der A4 kann ich mir nicht so ganz vorstellen, wie die Zeichnung aussehen soll (also wo jetzt die Arbeitskolben sind und wo die Pumpkolben, wie weit die auseinander sind etc..)
Bei der A5 verstehe ich nicht so ganz, wie man das reinpumpen meint. Man hat ja 190cm Umfang und 3cm dicke, also 570cm².
Ich hoffe, jemand kann mir helfen.
1 Antwort
Bei A4 wird gar keine Zeichnung verlangt. Das physikalische Prinzip ist das gleiche wie die Zeichnung obendrüber es zeigt. Aber Du willst Dir natürlich vorstellen, wie das bei so einem Kran aussieht. Hier sind Fotos, wo man sieht, wie ein bzw. zwei Arbeitskolben den Ausleger hochdrücken.
https://www.fotocommunity.de/photo/autokran-johannes-kefferpuetz/43889733
https://klaas.com/de/testimonials/wiesbauer/
Bei A5 berechnest Du das Volumen des Fahrradschlauchs und das Volumen der Luftpumpe, und überlegst, wie oft der Inhalt der Luftpumpe in den Schlauch hineinpasst, wenn er dort auf 2 bar Überdruck zusammengedrückt wird.
Man hat ja 190cm Umfang und 3cm dicke, also 570cm².
Das Volumen sind aber cm³! Dafür kann es nicht reichen, zwei Längen malzunehmen. Du musst den Umfang in cm mit der Querschnittsfläche in cm² malnehmen, also mit der Fläche eines Kreises mit 3 cm Durchmesser.
Also habe ich quasi einen Drehpunkt, der ist 1/3 von den zwei Arbeitskolben entfernt ...
Ja.
...und der Pumpkolben, der 3/3 entfernt ist?
Wir wissen nicht wo er sitzt, und es spielt auch für die Aufgabe keine Rolle. Uns braucht nur der Druck zu interessieren, den er erzeugt. Der von der Flüssigkeit zu den Arbeitskolben übertragen.
Dadurch wird ja die Kraft "verdoppelt" weil ich ja zwei Arbeitskolben, mit zwei gleichen Flächen + Druck habe.
So ist es.
Bei der A muss ich doch nur 750/ 0,3cm² rechnen
Du musst 750 N / 0,3 cm² rechnen und bekommst den Druck in N/cm².
... also, rechne ich den Druck für eins Aus (beziehungsweise die Kraft, die an der Fläche wirkt). Da ich ja zwei Kolben habe, muss ich das dann schlussendlich mal 2 machen, was bedeutet, dass ich abhängig wv bei einem Arbeitskolben ist, das doppelte an Kraft heben kann?
Genau. Beachte auch das Hebelgesetz!
Bei der A5 verstehe ich leider immernoch nicht, was mit der A gemeint ist, beziehungsweise, wie ich diese ausrechnen.
Es geht darum, dass Du überlegst, wie Druck und Volumen einer bestimmten Gasmenge voneinander abhängen. Wenn Du das Gas unter höheren Druck setzt, braucht es weniger Platz. Um das zu berechnen, verwendest Du am einfachsten das Gesetz von Boyle-Mariotte:
- Druck mal Volumen ist konstant.
https://www.grund-wissen.de/physik/mechanik/festkoerper-fluessigkeiten-gase/gase.html
(Wir lassen die Temperatur dabei außer acht, weil es so einfacher zu rechnen ist.)
Und wie würde ich das Volumen des Schlauchs erhalten?
Das ist das Volumen eines Kreisringes (in der Mathematik auch Torus genannt). Stell Dir vor, Du schneidest den Schlauch an einer Stelle durch und streckt ihn aus. Berechne das Volumen dieses langen Zylinders.
Verstehe! Danke. Wenn ein Überdruck von 2bar gegenüber dem Luftdruck herrscht, bedeutet das, dass ein Druck von 3Bar herrscht? Und das ich dann quasi die gleiche Anzahl an Teilchen in 1/3 des Volumens festhalten? Also müsste ich in das Volumen, 3 mal so viele Teilchen reinstecken?
Wenn ein Überdruck von 2bar gegenüber dem Luftdruck herrscht, bedeutet das, dass ein Druck von 3Bar herrscht? Und das ich dann quasi die gleiche Anzahl an Teilchen in 1/3 des Volumens festhalten? Also müsste ich in das Volumen, 3 mal so viele Teilchen reinstecken?
Stimmt.
Vielen Dank!
Zur A4: Also habe ich quasi einen Drehpunkt, der ist 1/3 von den zwei Arbeitskolben entfernt und der Pumpkolben, der 3/3 entfernt ist?
Dadurch wird ja die Kraft "verdoppelt" weil ich ja zwei Arbeitskolben, mit zwei gleichen Flächen + Druck habe.
Bei der A muss ich doch nur 750/ 0,3cm² rechnen
Aber wie versteht man die B? Nehme ich jetzt Quasi 750/0,3cm², habe mein Druck und beziehe das dann auf meine zwei Arbeitskolben, also, rechne ich den Druck für eins Aus (beziehungsweise die Kraft, die an der Fläche wirkt). Da ich ja zwei Kolben habe, muss ich das dann schlussendlich mal 2 machen, was bedeutet, dass ich abhängig wv bei einem Arbeitskolben ist, das doppelte an Kraft heben kann?
Bei der A5 verstehe ich leider immernoch nicht, was mit der A gemeint ist, beziehungsweise, wie ich diese ausrechnen. Und wie würde ich das Volumen des Schlauchs erhalten? (Für die B)