Hydrostatik - Aufgabe?
Ein Auto mit geschlossenen Fenstern versinkt 8 m tief in einem See. Die Fahrzeugtüren haben eine Fläche von 1,2 m2. a)Wie groß ist die von außen auf die Tür wirkende Kraft? b)Wie groß ist die von innen durch den Atmosphärendruck auf die Tür wirkende Kraft?
Habe zuerst den Druck berechnet:
p=rhogh
= 1000kg/m^3 * 9,81 m/s^2 *8m = 78480 Pa
Dann die Kraft berechnet
F= 78480*1,2m^2
= 94,176N
Zum Luftdruck .. Da habe ich einfach den Wert für den Normaldruck "abgelesen", weil ich nicht die Höhe für den Normaldruck kenne..
F2= 101325 * 1,2 m^2 =121,59 kN
Also F2 ist ungefähr richtig, F aber überhaupt nicht.. Habe ich was falsches eingegeben :D?
In der Lösung steht folgendes
Von außen wirken Atmosphärendruck von 1 bar und hydrostatischer Druck von 0,8 bar mit zusammen 1,8 bar und bewirken auf die Fläche von 1,2 m^2 eine Kraft von 196 kN entspricht 19,6 Tonnen. Von innen wirkt der Atmosphärendruck mit 120 kN dagegen. Die resultieren Kraft ist aber immer noch 76 kN entspricht 7,6 Tonnen. Der Fahrer muss die Fenster öffnen oder einschlagen, um schnell einen Druckausgleich herzustellen.
4 Antworten
Von innenn wirkt wie du richtig gerechnet hast 1 bar Atmosphärendruck.
Von außen wirkt aber nicht nur der Schweredruck des Wassers sondern auch der Atmospärendruck, da dieser auf den See und somit auch auf das Auto drückt.
Die Druchdifferenz ist dann (wahrscheindlich für jeden ganz intuitiv) einfach der Schweredruck des Wassers.
Lg
Der Luftdruck ist ca. 1 bar = 100000 Pa (Pascal)
Wenn sich dieser Innendruck unter Wasser nicht geändert hat,dann gilt Druckunterschied zwischen innen und außen
p= roh *g *h
Ist aber der Innendruck Null,dann gilt P=roh*g*h +PL
P ist der Druck,der auf die Scheibe wirkt
PL ist der Luftdruck
Pw=roh *g*h ist der Wasserdruck in der Tiefe h
TIPP : frag mal den Pauker,was nun gilt.Ist der Innendruck im Auto unter Wasser PL oder nicht.
Das Problem wurde ja schon gelöst, deshalb etwas Anderes:
Der Fahrer muss die Fenster öffnen oder einschlagen, um schnell einen Druckausgleich herzustellen
Die Aufgabe geht völlig an der Realität vorbei, denn ein Auto, das so dicht ist, dass es den Innendruck aufrechterhält, wird niemals im Wasser versinken. Dazu müsste es sich zumindest teilweise mit Wasser füllen, wodurch sich der innere Druck erhöhen würde.
Brauchst du nur aus den Physik-Formelbuch abschreiben.
p= roh *g *h hier ist roh Wasser 1000 Kg /m^3 (Dichte) und g = 9,81 m/s^2 und h ist die Wassertiefe.
p ist der Druck in Pa (Pascal = Newton pro Quadratmeter)
Den Luftdruck kannst du vergessen, weil Pl im inneren des Autos herrscht.
TIPP : Besorge dir ein Physik-Formelbuch privat aus einen Buchladen,dann hast du solche Probleme nicht .
Für 30 Euro bekommt man so 600 Seiten mit Formeln,Zeichnungen und Erklärungen.
F= 78480Pa*1,2m^2
= 94,176kN
zusätzlich zum Luftdruck. (Entspricht 9,4 t)
In der Lösung ist die Rede von 196 kN.. Ich muss ja irgendwo einen Fehler haben
evtl Kraft von außen, von der die von innen noch abgezogen werden muss??
Der Atmosphärendruck wäre doch 1 Bar .. Also viel abzuziehen gibt es ja nicht
1 bar sind 100000 Pa = 100000 N/m² bei 1,2 m² also 120 kN, das ist doch schon allerhand.
1,8 bar bei 1,2 Quadratmeter ergibt 216 kN. Fehler im Lösungsbuch!
Hab ich das nicht gemacht?