Fluide
Pascalsches Prinzip
Gleicher Druck in einer eingeschlossenen Flüssigkeit: F₂/F₁ = A₂/A₁, sodass ein größerer Kolben eine größere Kraft ergibt.
Pascalsches Prinzip — interaktive Fluide-Simulation. Gleicher Druck in einer eingeschlossenen Flüssigkeit: F₂/F₁ = A₂/A₁, sodass ein größerer Kolben eine größere Kraft ergibt. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Pascalsches Prinzip
Der auf eine eingeschlossene Flüssigkeit ausgeübte Druck wird unvermindert übertragen; Kraftwaage mit Kolbenfläche.
In einem idealen hydraulischen System ist P = F/A bei gleicher Tiefe gleich, also F₂/F₁ = A₂/A₁. Ein größerer Ausgangskolben sorgt für eine größere Kraft bei kürzerer Wegstrecke.
- P wird gleichmäßig übertragen
- F₂/F₁ = A₂/A₁ (hydraulic lift)
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein hydraulischer Aufzug verfügt über einen kleinen Eingangskolben und einen viel größeren Ausgangskolben, die durch eine versiegelte Flüssigkeit verbunden sind. Warum hebt der große Kolben eine viel schwerere Last, wenn man auf den kleinen Kolben drückt?
Vorhersagen zum Abwägen
- Die Ausgangskraft entspricht unabhängig von der Kolbengröße der Eingangskraft.
- Die Ausgangskraft ist geringer, da die Flüssigkeit einen Teil des Drucks aufnimmt.
- Die Ausgangskraft vervielfacht sich proportional dazu, um wie viel größer die Fläche des Ausgangskolbens ist.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Kolbenfläche A₁ eingeben (m²)
- Ausgangskolbenfläche A₂ (m²)
- Eingangskraft F₁ (N)
Was Sie messen:
- Ausgangskraft F₂ (N)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Fluid-Pascal-Preset und drücken Sie Zurücksetzen. Zwei miteinander verbundene Kolben unterschiedlicher Fläche teilen sich eine versiegelte, inkompressible Flüssigkeit.
- Aktivieren Sie die Anzeigen für Eingangs-/Ausgangsdruck und -kraft.
- Stellen Sie die Eingangskolbenfläche, die Ausgangskolbenfläche und die Eingangskraft für jeden Versuch ein und notieren Sie den Messwert der Ausgangskraft.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch F₂ = F₁ · (A₂/A₁) und vergleichen Sie es mit dem Messwert.
- Das Prinzip von Pascal besagt, dass der auf eine eingeschlossene Flüssigkeit ausgeübte Druck überall gleichmäßig übertragen wird. Verwenden Sie P = F/A für beide Kolben, um zu erklären, warum F₂/F₁ gleich A₂/A₁ sein muss.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Ein hydraulischer Wagenheber für Autos verwendet einen kleinen Handpumpenkolben, um ein ganzes Auto anzuheben. Erklären Sie anhand Ihrer Daten ungefähr, wie viel größer die Ausgangskolbenfläche des Wagenhebers als seine Eingangskolbenfläche sein muss, im Verhältnis zur Kraft, die Sie von Hand aufbringen können, und zum Gewicht des Fahrzeugs.
- Wenn der Ausgangskolben eine Last mit 10× der Eingangskraft anhebt, wie weit bewegt sich der Ausgangskolben im Vergleich dazu, wie weit Sie den Eingangskolben drücken? (Hinweis: Denken Sie an die Erhaltung des Flüssigkeitsvolumens.)
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Willkommen beim Pascal-Prinzip
- Abspielen drücken
- Druck wird übertragen
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.