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Schweredruck

Schweredruck berechnen

Hier können Sie den Schweredruck berechnen lassen. Dazu geben Sie unten bitte lediglich die Dichte der Flüssigkeit oder des Gases sowie die Höhe ein.

Dichte der Flüssigkeit oder des Gases [kg/m3]  
Höhe [m]  



Häufig gestellte Fragen

Praxisbeispiel zur Berechnung des Schweredrucks

Eine Unterwasserkamera soll mit Hilfe eines Tauchroboters in einen 1000 Meter tiefen Graben bis zum Meeresgrund gebracht werden. Welcher Druckbelastung muss das Gehäuse der Kamera gewachsen sein?

p    = * h * g        
    = 1020 kg / m³ * 1000 m * 9,81 m /s²
    = 10.006.200 kg / (m * s²)

(Meerwasser hat eine spezifische Dichte von ca. 1020 kg / m³)

Das Kameragehäuse muss also ca. 10 Mpa aushalten können!

 

Was versteht man unter Schweredruck?

Der Begriff des Schweredrucks wird meist in Verbindung mit Flüssigkeiten, seltener mit Gasen verwendet. Die Gesetzmäßigkeiten sind aber sowohl für flüssige als auch für gasförmige Medien gültig. Druck ganz allgemein entsteht immer dann, wenn ein Körper auf eine Fläche drückt. Für den Begriff des Schweredrucks gilt es den „Körper“, der oft als Gebilde mit festen (starren) Außenkonturen verstanden wird, etwas anders zu beschreiben.

Körper im Sinne des Schweredrucks sind übereinander liegende Schichten von Flüssigkeiten oder Gasen. Sie werden räumlich abgegrenzt durch die sie umgebenden Behälterwände, in denen sich das Medium (also die Flüssigkeit oder das Gas) befindet und nach oben durch dessen Oberfläche.

Etwas bildlicher ausgedrückt, stellt man sich am besten ein rechteckiges Gefäß vor, dass zur Hälfte mit Wasser gefüllt ist. Der Körper im Sinne des Schweredrucks wird also durch die Wandungen des Behälters begrenzt, nach oben durch die Wasseroberfläche und nach unten letztlich durch die Bezugsebene, die der leichteren Verständlichkeit mit dem Boden des Behälters gleichgesetzt wird.

Anmerkung
Die Wassermenge kann auch in eine Reihe von Teilkörpern zerlegt werden, die jeweils immer durch die über der jeweiligen Bezugsebene liegenden Wassermenge beschrieben sind. In der Praxis wären das Schweredrücke in verschiedenen Tauchtiefen eines Gewässers.

 

Wie berechnet man den Schweredruck?

Der Schweredruck, dessen Formelzeichen das „p“ ist, wird in Pascal (Pa) angegeben. Allgemein gilt für den Druck:

p    = F / A            

wobei F die auf eine Fläche A wirkende Kraft ist.

Da der Schweredruck immer eine senkrecht nach unten gerichtete Größe ist, wird die Kraft F im ersten Schritt einfach durch das Produkt aus Masse des Mediums (der Wassersäule) und der Fallbeschleunigung (g) ersetzt:

p    = m * g / A

g    = 9,81 m / s²

Im zweiten Schritt lässt sich die Masse durch die Dichte des Mediums und dessen Volumen ersetzen. Nach Auflösung der Formel wird der Schweredruck (bei gleichbleibender Fallbeschleunigung) dann nur noch von der Dichte des Mediums und Höhe der (Flüssigkeits-) Säule abhängig:

p    = p* h * g        (in Pa = kg / (m * s²)

 

Wo spielt der Schweredruck eine Rolle?

Aus der Formel ist ein linearer Zusammenhang aus der Eintauchtiefe und des an dieser Stelle herrschenden Schweredrucks erkennbar. Mit doppelter Tauchtiefe verdoppelt sich auch der auf den getauchten Körper wirkender Druck.

Diese Erkenntnis spielt eine wichtige Rolle bei der Dimensionierung technischer Unterwassergeräte beziehungsweise bei der Festlegung der maximal zulässigen Tauchtiefe. Der Schweredruck ist auch eine der Hauptursachen, warum Menschen ohne Hilfsmittel nur bis in eine gewisse Tiefe tauchen können, ohne gesundheitliche Schäden zu erleiden.

 



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