Lösung d-0008

Fragestellung

Wie verhält sich der hydrostatische Druck in Flüssigkeiten in Gefäßen unterschiedlicher Form? Welche Unterschiede sind zu beobachten, wenn verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden?

Aufbau

Materialliste

• Gefäß mit mehreren Röhren unterschiedlicher Form (gerade, gebogen, mit Kugeln unterteilt)
• Flüssigkeit, z.B. gefärbtes Wasser
• Messbecher oder Becherglas
• Skalierung an den Röhren oder Messlineal

Durchführung

1. Fülle das Gefäß mit der gewählten Flüssigkeit (z.B. gefärbtes Wasser) und achte darauf, dass die Flüssigkeit alle verbundenen Röhren erreicht.
2. Beobachte, wie hoch die Flüssigkeit in jeder Röhre steigt. Achte dabei auf Unterschiede in der Höhe der Flüssigkeit zwischen den Röhren.
3. Notiere die Höhe des Flüssigkeitsstandes in jeder Röhre.
4. Wiederhole den Versuch mit verschiedenen Flüssigkeiten (z.B. Öl, Spiritus), um den Einfluss auf die Höhe der Flüssigkeit zu untersuchen.
5. Als Variation kannst du auch den hydrostatischen Druck in einem angekippten Zylinder untersuchen, indem du die Flüssigkeit ebenfalls auf unterschiedliche Höhen in verschiedenen Bereichen des Zylinders füllst.

Beobachtung

Beim Füllen der Flüssigkeit in das Gefäß mit verschiedenen Röhrenformen konnte beobachtet werden, dass der Flüssigkeitsstand in allen Röhren gleich hoch war, unabhängig von der Form der Röhre. Dies gilt für gerade Röhren ebenso wie für gebogene Röhren oder Röhren, die mit Kugeln unterteilt sind. In allen Fällen stieg die Flüssigkeit in jeder Röhre bis zur gleichen Höhe an.

Auch bei der Verwendung unterschiedlicher Flüssigkeiten wie Öl oder Spiritus stieg der Flüssigkeitsstand in allen Röhren auf die gleiche Höhe.

Ergebnis

Aus den Beobachtungen kann gefolgert werden, dass der hydrostatische Druck in einem verbundenen System von Röhren mit gleicher Flüssigkeitshöhe in jeder Röhre immer gleich ist, unabhängig von der Form der Röhre. Dies bestätigt das Gesetz des hydrostatischen Drucks, wonach der Druck in einer Flüssigkeit nur von der Höhe der Flüssigkeitssäule und der Dichte der Flüssigkeit abhängt, nicht jedoch von der Form des Behälters.

Der hydrostatische Druck ist also in allen Röhren gleich, wenn sie sich in einem verbundenen System befinden, da die Flüssigkeit in allen Röhren bis zur gleichen Höhe steigt. Der Druck wird nur durch die Höhe der Flüssigkeitssäule und die Dichte des Mediums beeinflusst, nicht durch die Form des Behälters. Dies bedeutet, dass der hydrostatische Druck in einem angekippten Zylinder auch nur von der Höhe der Flüssigkeitssäule abhängt und in verschiedenen Bereichen des Zylinders nicht unterschiedlich ist, solange sich die Flüssigkeit auf gleichem Niveau befindet.