Prinzip von Pascal – Wagenheber, Presse und Bremse

Was sie zeigt

Nach dem Prinzip von Pascal pflanzt sich eine Druckänderung in einer eingeschlossenen Flüssigkeit unverändert in alle Punkte der Flüssigkeit fort. In einer hydraulischen Maschine erzeugt eine kleine Kraft F₁ auf einen Kolben der Fläche A₁ den Druck p = F₁/A₁, der den großen Kolben der Fläche A₂ mit F₂ = pA₂ = F₁·A₂/A₁ drückt. Die Flüssigkeit ist praktisch inkompressibel, also gelangt das Volumen aus dem kleinen Zylinder in den großen: A₁d₁ = A₂d₂. Der große Kolben bewegt sich daher weniger, und bei einer idealen Maschine gilt F₁d₁ = F₂d₂. Das Modell vernachlässigt Reibung, Lecks, Kolbengewichte und den Höhenunterschied der Flüssigkeit.

So funktioniert es

Wählen Sie oben Wagenheber, Presse oder Bremse. Stellen Sie Durchmesser kleiner Kolben D₁, Durchmesser großer Kolben D₂, Kraft F₁ und Hub d₁ ein, klicken Sie auf Pumpen (bei der Bremse Pedal treten) und beobachten Sie, dass beide Manometer denselben Druck zeigen. Mit Notieren fügen Sie eine Tabellenzeile hinzu und vergleichen F₂/F₁ mit A₂/A₁ im Diagramm. Zurücksetzen öffnet das Ablassventil.

Einstellbare Parameter

• Gerät Wagenheber, Hydraulische Presse, Hydraulische Bremse
• Durchmesser kleiner Kolben D₁ 1–10 cm
• Durchmesser großer Kolben D₂ 4–40 cm
• Kraft auf den kleinen Kolben F₁ 10–500 N
• Masse des Autos 100–3000 kg
• Hub des kleinen Kolbens d₁ 2–20 cm

Fragen zum Erkunden

1. Warum zeigen beide Manometer denselben Wert, während Sie den kleinen Kolben drücken?
2. Wie viele Pumpenhübe braucht der Wagenheber, um das Auto mit den Startkolben um 1 cm zu heben?
3. Wenn die Kraft 64-mal größer wird, was geschieht mit dem Weg des großen Kolbens?