Wie viel kraft hält eine 1m^2 große scheibe aus?

4 Antworten

Da braucht man keine Gasgesetze, sondern sollte wissen, dass der Luftdruck der Atmosphäre (auf Meereshöhe) etwa 101325 Pa beträgt. Wenn also von der einen Seite ein entsprechender Druck auf die Scheibe wirkt, und auf der anderen Seite aufgrund des Vakuums nichts entgegenwirkt, muss eine 1 m² große Scheibe eine Kraft von 101325 Pa ⋅ 1 m² = 101325 N aufnehmen (und eine entsprechende Gegenkraft des Randes/Rahmens auf die Scheibe, damit die Scheibe sich nicht bewegt).

Ob das die Scheibe aushält, kommt auf das konkret verwendete Material und die Konstruktion der Scheibe an. (Eine dickere Scheibe sollte beispielsweise in der Regel einem größeren Druck standhalten können, als eine dünnere Scheibe aus dem gleichen Material.)


SirKermit  02.05.2019, 22:23

Auf dem Quadratmeter lasten demnach runde 10 Tonnen, die Fensterscheibe möchte ich sehen, die das aushält, von Panzerglas mal abgesehen.

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mihisu  02.05.2019, 22:31
@SirKermit

Ja, das hast du recht. In der Tat ist es schwierig entsprechendes Vakuum-Isolierglas herzustellen, weshalb tatsächlich bei Vakuum-Isolierglas rasterartig kleine Abstandshalter zur Stabilisierung zwischen den Scheiben eingebaut werden.

Deutlich häufiger als Vakuum-Isolierglas sind wohl Mehrscheiben-Isoliergläser mit Edelgasen (meist Argon oder Krypton) anzutreffen.

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Jackie251  03.05.2019, 08:27
@SirKermit

Mal so als Überschlag/Abschätzung der Größenordnung:

Vierseitig gelagerte Platte quadratische Platte mit 1 m Kantenlänge und 102 kN/m²:

Maximales Biegemoment ca. 102 x 1² / 20 = 5,1 kNm = 510 kNcm

Biegefestigkeit von Floatglas ca. 3,0 kN/cm² = Biegemoment / Widerstandsmoment

 

erforderliches Widerstandsmoment = b * h² / 6 = Biegemoment / Biegefestigkeit = 510 kN cm / (3 kN / cm²) = 170 cm³

 b = 100 cm

h² = 170cm³ * 6 / 100 cm = 10,2 cm² => h = 3,2 cm

 

Da VSG aus ESG durchaus die doppelte Biegefestigkeit erreicht sind es dann noch 2,3 cm.

Mit Einspannung in den Rahmen fällt die erforderliche Dicke unter 2 cm.

Zum Vergleich:

Fensterglas 4 – 8 mm / Scheibe

Begehbares Glas 35 mm

Panzerglas 60 mm oder noch mehr

 Also eine Fensterscheibe zuhause trägt das nicht (zumal die auch deutlich größer als 1 m² werden können. Aber es bräuchte weniger Dicke als man vielleicht vermuten würden.

 

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SirKermit  03.05.2019, 08:34
@Jackie251

Vielen Dank für deine Rechnung, das ist nicht mein Gebiet. Zwei Zentimeter Glas ist ein erstaunlicher Wert, aus dem Bauch hätte ich mehr geschätzt.

Und ja, heutige Fenster, besonders die modernen bodenlangen, oder auch Terrassentüren haben deutlich mehr als 1 m^2.

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Druck = Kraft / Fläche. | beide Seiten mit Fläche multiplizieren

Druck * Fläche = Kraft.

Das allgemeine Gasgesetz brauchst du allenfalls dazu, den Druck zu errechnen, aber dazu machst du keine Angaben. Daher vermute ich den Luftdruck.

Das kann man nicht wissen, wenn man das Material nicht weiß.