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Druck als physikalische Größe kann man ausnutzen, um die Höhe zu messen. Dinge sehen von oben ganz anders aus so auch die OBS Herzberg. Der Druck nimmt nicht linear ab. Aber im unteren Bereich der Atmosphäre gibt es die Faustformel für Flieger, dass 1 Hpa 8 m Höhendifferenz entsprechen. Der Luftdruck wurde als erstes von Blaise Pascal "vernünftig" gemessen, mit einem Quecksilbermanometer.
Also neulich war der Luftdruck um mich herum nur noch so bei 800 Hpa. Da sehen die Dinge dann anders aus. Hier Herzberg aus 1600 m bzw. 200Hpa weniger als am Boden - auf Meeresniveau.
Wieso fliegt man nach Herzberg. Ganz einfach, weil dort bisweilen Aufwind ist. So sah Herzberg am Sa. 2019-09-02 am Nachmittag von oben aus.
Der schnellst Weg von Ost nach West, jedenfalls in der Luft geht über den Harz, klar über den Brocken, wo heutzutage eher Flugzeuge als Hexen und Ziegenböcke herumfliegen. Naja, einige alte Böcke fliegen da schon rum....
Das Problem beim Harz ist, dass er hoch ist. Wer zu niedrig da rein fliegt, kommt nicht mehr raus. Aber der Harz ist nichts gegen die Alpen. Da wirds erst richtig stressig. Die Hanskühnenburg am Acker, ganz in der Nähe von Herzberg, ist ca 800 m hoch. Mit 1200 m MSL fühlt ein Flieger sich da nur wohl, wenn er mit Südwind ins flache Land abgleiten kann. Die Flieger in Hattorf machen das wohl jedes Wochenende - da rumzufliegen. Aber ich kam woanders her, weiter aus Westen, von der Weper.
Der Heimweg dorthin war von seltsamen Luftwesen bevölkert. Aerobaten oder sowas....vermutlich Gäste der Herzberger bzw. Hattorfer Segelflieger...
Der Weg ist nicht so weit, ca. 40 km Luftlinie, Richtung Solling. Mit 1500 m ist das theoretisch machbar, wenn ein Flugzeug mit 1000 m Höhe 35 km weit gleiten kann - bei Windstille und ohne Abwinde.
Das dumme an dem Tag war, dass der Druck gefallen war und zwar um 20 Hpa. Der Landeanflug verlief ziemlich niedrig. Zuvor hatte ich noch gedacht. Das sieht aber niedrig aus. Man soll eben auf seine Gedanken hören und nicht den Geräten glauben. Wie heißt doch der Fliegerspruch: Vom Hoch ins Tief gehts schief.....
einfach, weil die Isobaren in den Boden hineinlaufen.
Der physikalische Druckbegriff ist oft unwichtig aber wesentlich fürs Fliegen und für die Luft in und um uns herum.
Hier gehts weiter in den pädagogischen Garten: "Verdens have"
Druck als physikalische Größe wurde wichtig mit dem Aufkommen von technischen Geräten, die mittels expandierender Gase arbeiten, Bsp: vergastes Benzin im Autozylinder wird gezündet.
Der Druck p wird definiert als:
Druck = Kraft / Fläche= F/A .
A ist das physikalische Symbol für Fläche, A wie Areal .
Die Einheit des Druckes ist Pascal.
1 Pascal = 1 Pa = 1 Newton/m2
Größe | Symbol | Einheit |
Druck | p wie pressure |
Pa 1 Pa = 1 N/m2 |
Zur Erinnerung:
Eine physikalische Größe beschreibt die messbare Eigenschaft eines Körpers oder Gegenstandes. Die Einheit gibt an, was da gemessen wird. Unter physikalischen Grundgrößen versteht man Größen, die für sich stehen, z.B. die Länge, die in Meter, m, gemessen wird. Eine zusammengesetzte oder abgeleitete Größe wird aus der Kombination von Grundgrößen gebildet, z.B. Druck = Kraft/Flläche.
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Seit dem Beginn der Neuzeit, sagen wir 1492, hat sich die Technik rasend voran entwickelt.
Ihr benutzt Handys, schaltet Licht an und laßt die Wilde Natur ne Gute Frau sein.
Es gibt da ein paar Fragen, die ihr heute schriftlich beantworten sollt, jeder für sich.
Welche Formen von Energien kennt ihr?
Was ist Leistung?
Wieviel Leistung hat Euer Handy, also elektrische Leistung?
Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk? Bitte mit Formel!
Seit wann gibt es, den Begriff Kraft = Masse * Beschleunigung?
Was war die erste Wärmekraftmaschine?
Wer war James Watt?
Seit wann ist unsere Klimaerwärmung im Gange, die wir menschgemacht nennen?
Wer flog zuerst mit einem Ballon? Wieso fliegt der überhaupt?
Wer baute das Schiff, das das erste Transatlantik Kabel legt?
Seit wann gibt es Verbrennungsmotoren?
Seit wann gibt es Wasserkraftwerke?
Welche Arten von Turbinen kennt ihr?
Seit wann gibt es Windkraft?
Wie funktioniert Photovoltaik?
Wer war Nicolai Tesla?
Wer hat Euch den Drehstrom erfunden?
Wer hat den Beton erfunden?
Wo kommt das Glas her?
Was ist 3 D Drucken?
Was ist eine CAD?
Welche Leistungsdichte hat Benzin?
Welche Leistungsdichte hat eine Batterie?
Worin unterscheiden sich Bleibatterien von den modernen Lipo-Batterien?
Was fallen Euch noch für Fragen ein?
Was ist Atomkraft?
Wieso kann man die Schwerkraft nicht Umdrehen?
Wieso verbietet man Technik und Physik nicht einfach?
Wieviel Samen konnte man im Mittelalter aus einem Weizenkorn ernten?
Was ernten wir heute pro Hektar?
Wieso ist Bildung so überflüssig?
Wo geht die Menschheit hin?
Wieso fliegt ein Flugzeug?
Was ist die erste kosmische Geschwindigkeit.
Hilfsmittel: Euer Kopf, Technikbuch, Handy-zum Recherchieren.
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Dichte als physikalische Größe wurde wichtig mit dem Entdecken neuer Elemente und Verbindungen, insbesondere seit dem 19. Jahrhundert. Aber es gibt auch eine Anekdote von Archimedes, der die Dichte zum Bestimmen des Unterschiedes zwischen Gold und vergoldetem Blei benutzte.
Die Dichte ρ wird definiert als:
Dichte = ρ = Masse / Volumen = m/V .
V , also groß V, ist das physikalische Symbol für Volumen, V für volume, eng. .
Die Einheit der Dichte ist kg/m3
Für Dichte gibt es - seltsamerweise - keinen Einheitennamen, der von einem berühmten Physiker abgeleitet ist.
Größe | Symbol | Einheit |
Dichte |
ρ wie rho gesprochen, rho ist unser r im griechischen Alphabet |
1 kg/m3
|
Wasser hat die Dichte 1000 kg/m3 . Oft bezieht man sich auch auf einen dm3 = 1 Liter. Dann kann man sagen, dass Wasser die Dichte 1 hat. Man vergleicht oft die Dichten der anderen Stoffe mit der Dichte von Wasser. Aber Vorsicht. Das ist nur eine "Schulweisheit". In der Wirklichkeit ändert sich die Dichte von Stoffen in Abhängigkeit von der Temperatur. Wasser z.B. hat die höchste Dichte bei 4° Celsius. Fische bauen auf diesen Effekt, um zu überleben.
Eisen hat die Dichte 7, Aluminium die Dichte 3, Blei die Dichte 11, Gold die Dichte 19, Uran hat auch etwa die Dichte 19. Auf die Kommastellen habe ich hierbei verzichtet. Welche Dichte hat Holz?
Zur Erinnerung:
Eine physikalische Größe beschreibt die messbare Eigenschaft eines Körpers oder Gegenstandes. Die Einheit gibt an, was da gemessen wird. Unter physikalischen Grundgrößen versteht man Größen, die für sich stehen, z.B. die Länge, die in Meter, m, gemessen wird. Eine zusammengesetzte oder abgeleitete Größe wird aus der Kombination von Grundgrößen gebildet, z.B. Druck = Kraft/Flläche.
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Druck als physikalische Größe wurde wichtig mit dem Aufkommen von technischen Geräten, die mittels expandierender Gase arbeiten, Bsp: vergastes Benzin im Autozylinder wird gezündet.
Der Druck p wird definiert als:
Druck = Kraft / Fläche= F/A .
A ist das physikalische Symbol für Fläche, A wie Areal .
Die Einheit des Druckes ist Pascal.
1 Pascal = 1 Pa = 1 Newton/m2
Größe | Symbol | Einheit |
Druck | p wie pressure |
Pa 1 Pa = 1 N/m2 |
Zur Erinnerung:
Eine physikalische Größe beschreibt die messbare Eigenschaft eines Körpers oder Gegenstandes. Die Einheit gibt an, was da gemessen wird. Unter physikalischen Grundgrößen versteht man Größen, die für sich stehen, z.B. die Länge, die in Meter, m, gemessen wird. Eine zusammengesetzte oder abgeleitete Größe wird aus der Kombination von Grundgrößen gebildet, z.B. Druck = Kraft/Flläche.
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Druckarbeit
Noch leben wir in einer technischen Kultur, die durch Kolben-Verbrennungsmotoren bestimmt wird. Einen Kolbenmotor finden wir in jedem Auto, das keinen E-Motor hat. Ein Kolben wird in einem Zylinder verschoben und leistet Arbeit, die z.B. ein Auto antreibt.
Der Kolben wird durch den Verbrennungsdruck des Gas-Luft-Gemisches verschoben. Hier soll ein einfaches Modell vorgestellt werden, um eine Vorstellung von den Größenordnungen dieser Arbeitsmaschine zu bekommen. Nehmen wir an, dass der Druck konstant bleibt, wenn er auf einen Kolben wirkt. Stellt euch vor, dass es einen riesigen Druckspeicher gibt, dessen Volumen sehr viel größer als das Volumen des Zylinders ist. Wir gehen von einem großen Kolben aus, so wie es diesen zur Zeiten der ersten Dampfmaschinen gab. Der Kolben hat eine dem Druck zugewandte Fläche von 1 m2 und der Kolben wird um einen Meter verschoben. Welche Arbeit wird dabei verrichtet. Wir kennen schon mal die Kraft: Die Druckkraft ist Druck • Kolbenfläche. Checkt nach! Die Einheit dieses Produktes ist eine Kraft mit der Einheit Newton. Wenn wir den Kolben um einen Meter verschieben, dann verrichten wir die Druckarbeit = Druckkraft • Weg. Jetzt fassen wir das mal zusammen:
Druckarbeit = Druck• Kolbenfläche• Weg = Druck •Volumen
Wie nennt man jetzt dieses "seltsame Volumen"? Das ist der Hubraum!!
Größe | Symbol | Einheit |
Druckarbeit |
Wp=p•dV = p•s•A |
Pa•m3 =Nm = J = W/s |
Was bedeutet nur dV ? dV steht für Volumenänderung. Man könnte aber auch V schreiben und dann dazu sagen, dass dies die Differenz von Endvolumen weniger Anfangsvolumen ist.
Was jetzt fehlt ist eine Zeichnung: Versucht eine zu machen.
Zur Erinnerung:
Eine physikalische Größe beschreibt die messbare Eigenschaft eines Körpers oder Gegenstandes. Die Einheit gibt an, was da gemessen wird. Unter physikalischen Grundgrößen versteht man Größen, die für sich stehen, z.B. die Länge, die in Meter, m, gemessen wird. Eine zusammengesetzte oder abgeleitete Größe wird aus der Kombination von Grundgrößen gebildet, z.B. Druck = Kraft/Flläche.