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Arten und Bedeutung von Druck in Bau und Technik

INFO
Druck ist die Kraft pro Fläche, die auf ein Material wirkt. Er ist zentral in Bauwesen, Hydraulik, Pneumatik und Materialwissenschaften.
Thema
Sachverhalt
Wissenschaftliche Erklärung
Drucksäule
Beispiele
Thema
Definition Druck
Sachverhalt
  • Kraft pro Fläche
  • Einheit: Pascal (Pa)
  • Formel: p = F / A
Wissenschaftliche Erklärung
Druck beschreibt die Wirkung einer Kraft senkrecht auf eine Fläche. Einheit ist Pascal (Pa), Formel: p = F/A, wobei F (Force) die Kraft in Newton und A (Area) die Fläche in Quadratmetern ist.
Drucksäule
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Beispiele
Allgemeine Berechnungen von Druck auf Bauteile, Hydrauliksysteme, Stützen
Thema
Druck in Flüssigkeiten
Sachverhalt
  • Hydrostatischer Druck: p = ρ·g·h
  • Druck steigt mit Tiefe
Wissenschaftliche Erklärung
Flüssigkeiten übertragen Druck gleichmässig in alle Richtungen (Pascal-Prinzip). Druck steigt proportional zur Dichte und Schwerkraft.
Drucksäule
  • Wasser ρ=1000 kg/m³
    h=10 m → p ≈ 0.98 bar
  • Öl ρ=900 kg/m³
    h=10 m → p ≈ 0.88 bar
Beispiele
Wasserleitungen, Schwimmbäder, Tanks, Fundamentbelastung durch Flüssigkeit
Thema
Druck in Gasen
Sachverhalt
  • Gasdruck hängt von Teilchenbewegung ab
  • Ideales Gasgesetz: p·V = n·R·T
Wissenschaftliche Erklärung
Gase üben Druck durch ständige Bewegung der Moleküle aus. Druck, Volumen und Temperatur hängen über das ideale Gasgesetz zusammen.
Drucksäule
  • Luft: ρ≈1.225 kg/m³
    h=10 m → p ≈ 0.0012 bar
Beispiele
Reifen, Pneumatiksysteme, Druckluftwerkzeuge, Luftballons
Thema
Druck in Festkörpern
Sachverhalt
  • Mechanische Spannung
  • Druck vs. Zugkraft
Wissenschaftliche Erklärung
Festkörper übertragen Druck durch innere Spannungen. Druck belastet das Material, Zugkräfte wirken entgegengesetzt.
Drucksäule
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Beispiele
Fundamente, Stützen, Druckplatten, Tragwerke
Thema
Anwendungen in Bau und Technik
Sachverhalt
  • Hydraulik: Kraftübertragung durch Flüssigkeit
  • Abstützungen: Druckbelastung von Tragwerken
  • Rohrleitungen: Innendruck
Wissenschaftliche Erklärung
Druck ist entscheidend für Sicherheitsberechnungen, Dimensionierung von Tragwerken und Konstruktionen.
Drucksäule
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Beispiele
Hydraulische Pressen, Brückenstützen, Rohrleitungen, Pumpsysteme
Thema
Besondere Phänomene
Sachverhalt
  • Druckunterschiede erzeugen Strömungen
  • Überdruck und Unterdruck in Räumen
Wissenschaftliche Erklärung
Druckunterschiede treiben Flüssigkeiten oder Gase an (Strömung). Unterdruck kann Strömungen erzeugen, Überdruck kann Gefahren bergen.
Drucksäule
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Beispiele
Lüftungssysteme, Vakuumtechnik, Pumpen, Strömungssimulation
💡 Merksatz:
Druck wirkt senkrecht auf Flächen und kann Flüssigkeiten, Gase oder Festkörper beeinflussen.