Warum sinkt man mit Schneeschuhen nicht ein? Warum drücken die Ohren beim Tauchen? Und warum schwimmt ein Stahlschiff? Druck ist Kraft pro Fläche. Im Wasser nimmt der Druck mit der Tiefe zu, und jeder Körper erfährt einen Auftrieb, der so groß ist wie das Gewicht des verdrängten Wassers.
Druck: p = F : A, Einheit Pascal (1 Pa = 1 N/m²), auch bar (1 bar = 100.000 Pa).
Wasserdruck: Je 10 m Wassertiefe kommt etwa 1 bar dazu.
Auftrieb (Archimedes): so groß wie die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit.
Druck berechnen
Eine Kraft von 600 N drückt auf 2 m²: p = 600 N : 2 m² = 300 Pa Gleiche Kraft, größere Fläche → kleinerer Druck (Schneeschuhe) Gleiche Kraft, kleinere Fläche → größerer Druck (Messer, Nadel)
Luftdruck und Wasserdruck
Ort
Druck (ungefähr)
Meereshöhe (Luftdruck)
1 bar = 1.013 hPa
10 m unter Wasser
2 bar (1 bar Luft + 1 bar Wasser)
20 m unter Wasser
3 bar
Zugspitze (fast 3.000 m)
etwa 0,7 bar
In der Höhe ist der Luftdruck geringer – darum knacken die Ohren im Flugzeug oder in den Bergen.
Schwimmen, schweben, sinken
Fall
Bedingung
schwimmen
Auftrieb größer als Gewicht – Dichte kleiner als die des Wassers
schweben
Auftrieb gleich Gewicht
sinken
Auftrieb kleiner als Gewicht – Dichte größer
Ein Stahlschiff schwimmt, weil sein Rumpf viel Wasser verdrängt – es ist innen hohl und hat insgesamt eine kleine Dichte.
Hydraulik: In Bremsen und Hebebühnen wird Druck über eine Flüssigkeit übertragen.
Typische Fehler
Druck = Kraft: Druck hängt auch von der Fläche ab.
Schwere Dinge sinken immer: Entscheidend ist die Dichte, nicht das Gewicht – ein Schiff wiegt Tausende Tonnen und schwimmt.
Wasserdruck nur nach unten: Wasserdruck wirkt in alle Richtungen.
Jetzt üben: 23 Aufgaben mit Sofort-Kontrolle
Antwort eintippen, dann „Prüfen“. Erst ein Hinweis, die Lösung erst nach einem eigenen Versuch. Dezimalzahlen mit Komma, Einheit weglassen.
Für Eltern
So helfen Sie beim Thema Druck
Knete-Test: Einen Bleistift mit der Spitze und mit dem Ende in Knete drücken – wo ist der Druck größer?
Was schwimmt? Apfel, Kartoffel, Knetkugel und Knetboot in eine Schüssel Wasser legen.
Wetterbericht: Hoch- und Tiefdruck in Hektopascal.