Druck 8.3: Pneumatik und Hydraulik

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Druckübertragung – was ist besser, Luft oder Wasser? Vom Kompressor zum Bagger.

Druck kann man sowohl mit Luft, Wasser oder anderen Stoffen übertragen.

Ist jede Form der Übertragung gleich gut? Wir vergleichen Luft und Wasser.

Die Kinder entdecken: Luft lässt sich zusammenpressen, Wasser nicht. D.h. mit Luft oder Flüssigkeiten kann man Kräfte unterschiedlich übertragen: Mit Luft pneumatisch, mit Wasser oder Öl hydraulisch! Diesen Unterschied kann man sich technisch gut zu nutze machen.

Ein Beispiel dazu bietet das letzte Experiment zum Thema Druck.

Beschreibung


Material für die Kinder:Das Material für dieses Experiment

  • Wasser
  • Längenmaß
  • Spritzen (ohne Nadeln)
  • zu den Spritzen passende Schläuche (z. B. 5 cm, 50 cm, 145 cm)


Material für den Betreuer:

  • Keins

 

 

Wir füllen eine Spritze mit Luft und verbinden sie über den Schlauch mit einer zweiten leeren Spritze. Drücke den einen Kolben und beobachte den anderen Kolben. Wiederhole das Experiment. Halte diesmal den Kolben der leeren Spritze fest. Wie weit kannst Du den Kolben nun hinein drücken?

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Verwende unterschiedliche Schlauchlängen als Verbinder und lies die Skala der Spritze ab. Notiere die verdrängten Milliliter (ml).

Nun wiederhole das Experiment mit Wasser. Überlege vorher, wie Du die Spritzen luftfrei (also nur mit Wasser dazwischen) füllen und verbinden kannst. Gibt es beim Drücken
andere Ergebnisse als bei der Füllung mit Luft?

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Ergebnis: Je länger der Schlauch zwischen den Spritzen, desto mehr Luft ist insgesamt eingesperrt. Da sich Luft zusammendrücken lässt (Luft ist kompressibel) gibt es bei einer größeren Luftmenge mehr Bewegungsfreiheit für den Kolben, bevor der Überdruck zu groß wird. Irgendwann reicht aber auch hier unsere Kraft nicht mehr: Der Überdruck ist stärker als der Daumen!

Im Falle des Wassers ist die Schlauchlänge egal. Wasser lässt sich nicht zusammendrücken: Es ist inkompressibel.

Schlauchlänge Verdrängte Luft Verdrängtes Wasser
ohne 13 ml 0 ml
5 cm 13 ml 0 ml
50 cm 15 ml 0 ml
145 cm 20 ml 0 ml

Mit Luft oder Flüssigkeiten kann man Kräfte unterschiedlich übertragen: Mit Luft pneumatisch, mit Wasser oder Öl hydraulisch!

Film: Im Untericht

Film: Das Experiment

Film: Die Erklärung

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