Das Wort Druck wird in unserem täglichen Leben verwendet, kann aber unterschiedliche Bedeutungen haben. Es kann Größe bedeuten körperlich Worauf wir uns in diesem Artikel konzentrieren werden, aber es kann auch bedeuten: Peinlicher Einfluss, der jemanden dazu zwingt, etwas zu tun (Michaelis-Wörterbuch). In diesem Sinne können wir den Bericht von SPORTV über die Athletin Verônica Hipólito, Teilnehmerin der Paralympics in Rio 2016, sehen.
Leichtgewichtlerin Verônica Hipólito denkt nicht einmal an Menschenmassen und Druck in Rio: „Gleichgültig“
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die Anwesenheit von Familie und Freunden, die Sie stören werden: „Ich werde mein Bestes geben.“
Einer der besten Athleten Brasiliens bei den Paralympischen Spielen 2016 in Rio, die am 7. September beginnen.
Druck als physikalische Größe wird als Kraft pro Flächeneinheit definiert.
P= F/A, die Kraft, die auf eine Fläche wirkt, muss senkrecht zu dieser Fläche sein. Siehe Abbildung unten.
Die Kraft F hat eine Neigung von θ zur Vertikalen und daher ist ihre Komponente in dieser Richtung Fy durch Fy =F.cosθ gegeben. In diesem Fall ist Fy die Kraft senkrecht zur Oberfläche (Fläche A).
Die physikalische Größe Druck hat mehrere Maßeinheiten, die in SI ausgedrückte ist jedoch N/m2 = Pa (1 Newton/Quadratmeter entspricht 1 Pascal).
| in SI | CGS | im MKS | Andere Einheiten |
| n/m2 =Pa (Pascal) | dyn/cm2 | Kgf/m2 | atm (Atmosphäre)mmHg (mm Quecksilbersäule) |
Wie viel Druck übt eine 70 kg schwere Person auf den Boden aus? Gehen Sie davon aus, dass die Fläche der Fußsohlen 150 cm2 beträgt.
Auflösung:
Unter der Annahme, dass das Gewicht der Person gleichmäßig auf die beiden Beine verteilt ist, gilt:
P=m.g =70 kg.10m/s2 =700N, auf jeden Fuß wirkt eine Kraft von 350N und daher beträgt der Druck der Füße auf den Boden P= F/A, P= 350N/150×10-4m2
P= 2,33x104N/m2 = 2,33x104 Pa.
Sehen wir uns einige Druckarten an, die mit der oben besprochenen physikalischen Größe zusammenhängen.
Jedes Mal, wenn wir über Druck im Sinne einer physikalischen Größe sprechen, müssen wir bedenken, dass es sich dabei um das Verhältnis zwischen einer Kraft und dem Maß der Fläche handelt, in der die Kraft senkrecht wirkt. A Luftdruck entspricht dem Gewicht der Luft auf den Körpern, die in diese Flüssigkeit eingetaucht sind.
Evangelista Torricelli war derjenige, der den atmosphärischen Druck durch ein Experiment maß, bei dem er Quecksilber (Hg) in einem Bottich verwendete und auch ein Rohr mit diesem Metall in diesem Bottich verschüttete. Die Höhe des gebildeten Quecksilbers, das nicht in den Bottich gelangte, sei darauf zurückzuführen, dass der Luftdruck über dem Bottich die Säule nicht verließ, sagte er Quecksilber zum Absinken gebracht und diesen Druck als 1 atm (eine Atmosphäre) definiert, was der Höhe in der Röhre entspricht, die 760 mmHg (760 mm) betrug Quecksilber). Das Experiment wurde auf Meereshöhe durchgeführt. Je höher die Höhe, desto dünner, also weniger dicht, ist die Luft und desto geringer ist der Druck.
Wenn Sie die Möglichkeit haben, mit dem Flugzeug zu reisen, gehen Sie wie folgt vor: Nehmen Sie eine Flasche Mineralwasser mit Nehmen Sie die leere Plastiktüte, decken Sie sie auf, die sich noch im Flugzeug auf dem Boden befindet, und verschließen Sie sie bei geöffneten Türen Dann. Wenn sich das Flugzeug auf Reiseflughöhe (10.000 m) befindet, sehen Sie, dass die Flasche voll ist, was darauf hindeutet, dass es zu einer gewissen Druckschwankung gekommen ist.
Tatsächlich hat der Innendruck des Flugzeugs abgenommen und da sich der Druck im Inneren der Flasche nicht verändert hat, neigt die Flasche dazu, sich auszubeulen. Obwohl die Kabine des Flugzeugs unter Druck steht, um zum Zeitpunkt des Starts den gleichen Druck aufrechtzuerhalten, ist dieser immer niedriger und daher ist der Innendruck der Flasche zu diesem Zeitpunkt größer. Das Gegenteil wird passieren, wenn Sie mit dem Experiment beginnen, während sich das Flugzeug in einer Höhe von 10.000 m befindet.
Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, welchen Einfluss der Luftdruck hat, wenn wir ein Erfrischungsgetränk durch einen Strohhalm trinken? Wenn Sie den Strohhalm ansaugen, entziehen Sie ihm Luft, wodurch der Innendruck abnimmt. Dann drückt der äußere Atmosphärendruck auf der Oberfläche des Kältemittels die Flüssigkeit in das Kältemittel Stroh.
Übung/Beispiel
Wie viel ist 1 atm Druck im SI?
Lösung:
Nun, wir wissen per Definition, dass:
Und dass das Gewicht der Quecksilbersäule durch P=m.g gegeben ist, wobei die Dichte durch d=m/v und daher m=d.v gegeben ist.
Die Dichte von Hg beträgt jedoch 13,6 g/cm3, daher ergibt sich die Berechnung der Quecksilbermasse aufgrund der Säule mit der Höhe h zu: m = d. (A.h), wobei A die Fläche des Rohrbodens und h die Höhe des Zylinders ist und (Ah) dem Volumen entspricht.
Der Druck der Quecksilbersäule beträgt also P = 13,6 g/cm3. (10m/s2). (760 mm), wenn man alles in die SI-Einheit einrechnet, haben wir:
P=(13.6.10-3kg/10-6m3).(10m/s2). (760,10-3m) =
={ [13,6 kg.(1̸0-6). 10m/s2].760m}/1̸0-6 m3=136(kg.m/s2).760̸m/m̸3=136N.(760/m2)
P=1,0336x105N/m2. 1 atm entspricht also etwa 1x105N/m2=1x105Pa.
Der Druck in einer Flüssigkeit entspricht dem Druck, den sie auf jeden darin eingetauchten Körper ausübt. Wenn wir von Flüssigkeit sprechen, kann es sich um Luft oder jede beliebige Flüssigkeit handeln. Der Druck innerhalb einer Flüssigkeit ist wie folgt gegeben: P=p0+ρgh, wobei p0 der Außendruck der Flüssigkeit, d die Dichte der Flüssigkeit, g die Erdbeschleunigung und h der Höhe zur Oberfläche entspricht.
Der Blutdruck ergibt sich aus der Kontraktion (systolischer Druck) und der Entspannung (diastolischer Druck) der Herzmuskulatur. Wenn das Herz Blut pumpt, erhöht es seine Geschwindigkeit in den Arterien und übt Druck auf diese aus.
Wenn der Innendurchmesser der Arterien aufgrund von Arteriosklerose (Fettansammlung in den Wänden) abnimmt, kommt es dazu ein Druckanstieg, da der Blutfluss in dieser Region abnimmt, was zu einer Beeinträchtigung der Arterien führen kann Störung.
Der normale Druck in den Augen liegt bei etwa 12 mmHg bis 21 mmHg, wenn er ansteigt, kann er bis zu 70 mmHg erreichen und das Sehvermögen beeinträchtigen und zur Erblindung führen. Die Person, die einen hohen Druck in den Augen hat, wird als Glaukom bezeichnet. Es gibt verschiedene Arten von Glaukomen, die Augeninnendruck verursachen und vor allem den Sehnerv und die Netzhaut schädigen.
Nivio Bernardo
Master-Abschluss in Physikdidaktik
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