Mechanik der Festkörper, Flüssigkeiten und Gase

Mechanik der Flüssigkeiten

Die folgenden Experimente beziehen sich auf den Abschnitt Mechanik der Flüssigkeiten.


Kompression von Luft und Wasser

Material:

  • Eine Kunststoffspritze (50 ml)

Durchführung:

  • Ziehe den Kolben einer Kunststoffspritze (“Kolbenprober”) heraus und halte die vordere Öffnung mit dem Daumen zu. Drücke die Kolbenstange wieder nach innen. Kannst Du die in der Luftpumpe enthaltene Luftmenge komprimieren?
  • Fülle die Kunststoffspritze mit Wasser. Drücke wiederum die vordere Öffnung zu und versuche, das Wasser zusammen zu pressen. Was stellst Du fest?

Druckmessung mit einem U-Rohr

Material:

  • Ein gläsernes U-Rohr oder etwa \unit[30]{cm} transparenter Schlauch
  • Ein passender Stopfen
  • Wasser

Durchführung:

  • Fülle ein U-Rohr etwa zur Hälfte mit Wasser. Verschließe eine der beiden Öffnungen mit einem passenden Stopfen. Fülle dann in die andere Öffnung etwas Wasser nach. Weshalb steht das Wasser im offenen Rohrstück höher als im abgeschlossenen?
  • Was sagt die Zustandsgleichung für ideale Gase bzw. das Gesetz von Boyle-Mariotte bei den gegebenen Voraussetzungen aus? Wie kannst du aus dem Verhältnis der Füllhöhen auf den Gasdruck im abgeschlossenen Rohrstück schließen?

Modell einer hydraulischen Presse

Material:

  • Eine Kunststoffspritze (50 ml)
  • Eine Kunststoffspritze (10 ml)
  • Etwa 15 cm Kunststoffschlauch (Durchmesser 2mm)

Durchführung:

  • Fülle beide Kunststoffspritzen (“Kolbenprober”) etwa bis zur Hälfte mit Wasser.
  • Stecke den Kunststoffschlauch auf eine der beiden Spritzen auf und presse eventuell vorhandene Luftblasen heraus. Stecke dann das lose Ende des Kunststoffschlauchs auf die andere Spritze auf.
  • Nimm die beiden Spritzen in die linke bzw. rechte Hand und drücke die Kolben jeweils mit dem Daumen nach innen. Bei welcher Spritze brauchst Du mehr Kraft, um die Kolben im “Gleichgewicht” zu halten?

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