64 Wenn innerhalb und außerhalb des Glasrohres der Flüssigkeitsspiegel gleich hoch steht, ist auch der hydrostatische Druck auf beiden Seiten der Platte, also von oben und von unten, gleich groß. Nun soll der hydrostatische Druck auf dem Boden verschieden geformter Gefäße untersucht werden. Da wir den Druck über die Druckkräfte vergleichen wollen, verwenden wir der Einfachheit halber Gefäße mit gleich großen Bodenflächen. Versuch: Nach Abb. 38.4 werden der Reihe nach verschieden geformte Glasgefäße auf eine eigens dafür bestimmte Waage aufgesetzt. Sämtliche Gefäße sind oben und unten offen. Die Bodenöffnung ist bei allen Gefäßen gleich groß und wird durch eine mit dem Waagebalken verbundene Membran immer mit gleicher Kraft verschlossen. Gieße so lange Wasser in die Gefäße, bis der Zeiger des Waagebalkens die gleiche Kraft anzeigt. Beobachte, bei welcher Wasserhöhe dies jeweils der Fall ist! Unabhängig von der Form des Gefäßes und somit vom Wasservolumen ist der Druck am Boden bei der gleichen Wasserhöhe immer gleich groß. Das bedeutet: Der Bodendruck des Wassers ist von der Form des Gefäßes unabhängig. Dieses etwas überraschende Versuchsergebnis wird hydrostatisches Paradoxon1 genannt. Was ist der Grund dafür? Der von einer ruhenden Flüssigkeit auf den Boden eines Gefäßes ausgeübte Druck hängt von der Flüssigkeitshöhe und von der Dichte der Flüssigkeit ab. Er ist von der Form des Gefäßes und daher auch vom Flüssigkeitsvolumen unabhängig. Versuch: Fülle gefärbtes Wasser in beliebig geformte, nicht zu enge Gefäße, die miteinander verbunden sind (Abb. 38.5). Vergleiche die Höhe des Wasserspiegels in den Gefäßen! Nach dem Einfüllen bleibt das Wasser in Ruhe. Es müssen sich daher an jeder Stelle die hydrostatischen Druckkräfte aus den verschiedenen Richtungen das Gleichgewicht halten. Im Querschnitt Q des Verbindungsrohres zwischen zwei Gefäßen (Abb. 38.5) können sich die Druckkräfte von beiden Seiten her nur dann aufheben, wenn die Flüssigkeitssäulen überall gleich hoch sind. In miteinander verbundenen (kommunizierenden2) Gefäßen steht eine ruhende Flüssigkeit überall gleich hoch. Bei Waschbecken und Klosettmuscheln erfolgt die Abwasserentsorgung über einen Geruchsverschluss (Abb. 38.6). Dieser ist häufig als U-Rohr ausgeführt. Darin steht das Wasser so hoch, dass übelriechende Gase aus dem Abwasserkanal oder aus einem Abwassersammelbecken nicht in die Küchen-, Bad- oder Klosetträume gelangen können. Der hydrostatische Druck macht sich auch beim Tauchen bemerkbar. Besonders das Trommelfell des Ohres ist dafür sehr empfindlich. 1 paradoxon (griech.) … scheinbar widersprüchliche Behauptung 2 communis (lat.) … gemeinsam 38.4 Waage zum Nachweis des hydrostatischen Paradoxons h h Q 38.5 In miteinander verbundenen Gefäßen stehen die Flüssigkeitssäulen gleich hoch. 38.6 Geruchsverschluss durch Wasser beim Waschbecken und bei der Klosettmuschel (im Querschnitt) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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