Druck fester Körper – Schneeschuhe, Ski, Pfennigabsätze, Reißzwecken und Ziegelsteine
NaturwissenschaftenKräfte und BewegungAlter 13–14
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Stellen Sie eine Person in Stiefeln, auf Schneeschuhen, auf Ski oder in Pfennigabsätzen, einen Elefanten oder eine Reißzwecke auf Schnee, Sand oder ein Holzbrett. Ändern Sie die Kraft F und die Auflagefläche A, lesen Sie den Druck p = F/A in Pascal ab und messen Sie am Maßstab, wie tief der Körper einsinkt. Der Bildschirm Ziegelstein legt denselben Ziegel (oder einen Stapel) nacheinander auf jede seiner drei Flächen und trägt die Drücke zum Vergleich in eine Tabelle ein.
Lektion: Druck auf eine Fläche: Kraft, Auflagefläche, p = F/A, die Einheit Pascal; Druck vergrößern und verkleinern
Was sie zeigt
Der Druck gibt an, wie stark eine Kraft auf eine Fläche konzentriert ist: Er ist die senkrecht auf die Fläche wirkende Kraft geteilt durch die Fläche, p = F/A, gemessen in Pascal (1 Pa = 1 N/m²). Dieselbe Gewichtskraft auf eine große Fläche verteilt, wie bei Schneeschuhen oder Ski, ergibt einen kleinen Druck, und man sinkt kaum in den Schnee ein. Auf eine winzige Fläche konzentriert, wie bei einem Pfennigabsatz oder der Spitze einer Reißzwecke, entsteht ein riesiger Druck, der in Sand oder Holz eindringt. Ein Ziegel, der auf seiner kleinsten Fläche steht, drückt am stärksten auf den Boden.
So funktioniert es
Wählen Sie unter Einsinktest einen Körper und einen Untergrund, ändern Sie Kraft F und Auflagefläche A mit den Schiebereglern (jeder Körper startet mit typischen Werten) und drücken Sie Abstellen. Lesen Sie Druck und Tiefe ab und drücken Sie Speichern, um den Versuch in Tabelle und Diagramm einzutragen. Unter Ziegelstein wählen Sie Fläche unten und die Anzahl der Ziegel und speichern jede Fläche zum Vergleich.
Einstellbare Parameter
- Bildschirm Einsinktest, Ziegelstein
- Körper Person in Stiefeln, Person auf Schneeschuhen, Person auf Ski, Person in Pfennigabsätzen, Elefant, Reißzwecke
- Untergrund Schnee, Sand, Holzbrett
- Kraft F 1–60000 N
- Auflagefläche A 0,001–5000 cm²
- Fläche unten Große Fläche, Seitenfläche, Stirnfläche
- Anzahl der gestapelten Ziegel 1–4
Fragen zum Erkunden
- Warum sinkt man mit Schneeschuhen kaum in den Schnee ein, obwohl die Gewichtskraft gleich bleibt?
- Auf welcher Fläche sollte ein Ziegel auf weichem Boden liegen, damit der Druck am kleinsten ist?
- Warum hat eine Reißzwecke einen breiten Kopf, aber eine spitze Spitze?
