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Die Kraft steht dabei senkrecht auf der Fläche, da Fluide (Gase und Flüssigkeiten) in Ruhe keine Schubspannung aufnehmen können (schüttet man eine Flüssigkeit zum Beispiel aus, breitet sich die Flüssigkeit unendlich aus). Die Druckkraft führt zu Kräften in den Randflächen einer Oberfläche (z.B. LKW- oder Fahrradreifen) kleine Kraft große Kraft Druck � � kleine Fläche große Fläche �� Fahrrad LKW Demnach sind beim Fahrradreifen die Kräfte in den Randflächen kleiner als beim LKW. Daher verträgt ein großer Reifen weniger Druck als ein kleiner Reifen! Idee zum Experiment: http://www.daserste.de/wissenvoracht/folge_dyn~folge,401~Page,3~cm.asp FH <strong>Düsseldorf</strong> 2011 http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de/fahrradphysik/ 81
Thermodynamik - Längenausdehnung einer Stricknadel Material Stricknadel ( oder ein Draht) Nähnadel Papierpfeil Kerze oder Brenner Zwei gleich hohe Flaschen Korken Aufbau und Durchführung Man verkorkt die Flasche, sodass mindestes ein Zentimeter des Korkens aus der Flasche ragt. Senkrecht zur Korkenachse wird nun die Stricknadel in den Korken gesteckt. Der Papierpfeil wird an der Nähnadel befestigt. Diese Nadel kommt auf den Hals der zweiten Flasche. Nun muss die Stricknadel durch Veränderung der Höhe des Korkens so justiert werden, dass die Nähnadel zwischen Stricknadel und Flaschenhals eingeklemmt ist. Die Stricknadel muss auf der Nähnadel aufliegen. Man beobachtet nun genau den Stand der Pfeilspitze. Hält man eine Flamme unter die Stricknadel, so dehnt sich diese aus und dreht die kleinere Nähnadel. Der Zeiger auf der Nähnadel dreht sich daher weiter. Das funktioniert allerdings nur, wenn die Stricknadel nicht über die Nähnadel hinweg rutscht. Variante Man kann die Stricknadel auch dadurch fixieren, in dem man sie an einem Ende einbiegt und dieses Ende in die geöffnete Flasche steckt. Der Korken ist in diesem Aufbau nicht notwendig. Erklärung: Die Wärme der Flamme führt zu einer Längenänderung der Nadel. Diese Änderung ist aber sehr klein. Allerdings kann diese Änderung durch die Nähnadel sichtbar gemacht werden. Wenn der Zeiger am Beginn nach unten gezeigt hat, so wird er sich beim Erwärmen der Nadel in Richtung der anderen Flasche drehen. Robert Schantl, Physikalische Freihandexperimente zur Thermodynamik, Diplomarbeit an der Naturwissenschaftlichen Fakultät, Karl-Franzens-Universität Graz, Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Gernot Pottlacher, Institut für Experimentalphysik, Karl-Franzens-Universität Graz, 2007. http://portal.tugraz.at/pls/portal/docs/page/Files/i5110/files/Forschung/Thermophysik/DA-RobertSchantl.pdf FH <strong>Düsseldorf</strong> 2011 http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de/fahrradphysik/ 82
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