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Physik

Druck in Flüssigkeiten: der Schweredruck

In einer Flüssigkeit nimmt der Druck mit der Tiefe zu: p = ρ · g · h. Er hängt nicht von der Form des Gefäßes ab.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann den Schweredruck berechnen.
  • Ich weiß, wie der Schweredruck von der Tiefe abhängt.
  • Ich kann Druckwerte beim Tauchen sachgerecht einordnen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Druck: Kraft pro Fläche, Dichte: Wie schwer ist ein Stoff?

Beim Tauchen spürst du in den Ohren einen Druck. Je tiefer du tauchst, desto größer wird er. Das ist der Schweredruck. Er entsteht durch das Gewicht der Flüssigkeit über dir. Er hängt nur von drei Größen ab: Dichte ρ der Flüssigkeit, Ortsfaktor g und Tiefe h. Es gilt p = ρ · g · h. Für Wasser mit ρ = 1000 kg/m³ und g = 10 N/kg erhöht sich der Druck pro Meter Tiefe um 10 000 Pa, also um 100 hPa. In 10 m Tiefe sind es 100 000 Pa, also etwa 1 bar. Die Form des Gefäßes spielt keine Rolle. Auch die Wassermenge ist egal, nur die Tiefe zählt. Zusätzlich drückt die Luft auf die Wasseroberfläche. Der gesamte Druck in 10 m Tiefe ist daher etwa 2 bar. Taucher müssen auf den Druck achten: Sie tauchen nur ausgebildet und mit Begleitung.

Schweredruck im Wasser (g = 10 N/kg).
Tiefe hSchweredruck im Wasser
1 m10 000 Pa
2 m20 000 Pa
5 m50 000 Pa
10 m100 000 Pa

Schweredruck berechnen

  1. Gegeben: ρ = 1000 kg/m³, g = 10 N/kg, h = 5 m.
  2. Formel: p = ρ · g · h.
  3. p = 1000 · 10 · 5 Pa.
  4. Ergebnis: p = 50 000 Pa.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Tiefer im Wasser ist der Druck größer.

Im Wasser sind es 10 000 Pa pro Meter.

Die Form des Gefäßes ist unwichtig.

Ein Beispiel

Beispiel

Eine Staumauer ist unten dicker als oben. Unten ist der Wasserdruck am größten.

Schritt für Schritt

Du berechnest den Schweredruck.

  1. Schreibe ρ, g und h auf.
  2. Rechne ρ · g.
  3. Multipliziere mit h.
  4. Schreibe das Ergebnis in Pa.

Mit einem Bild erklärt

TiefeDruck
0 m0 Pa (nur Wasser)
5 m50 000 Pa
10 m100 000 Pa

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wie groß ist der Schweredruck in 3 m Wassertiefe in Pa (ρ = 1000 kg/m³, g = 10 N/kg)?

Zeig mir den ersten Schritt

1000 · 10 · 3.

Lösung ansehen

Lösung: 30000

p = 1000 · 10 · 3 Pa = 30 000 Pa.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Wie groß ist der Schweredruck in 20 m Wassertiefe in Pa?

Zeig mir den ersten Schritt

1000 · 10 · 20.

Lösung ansehen

Lösung: 200000

p = 200 000 Pa = 2 bar.

Tipp: Verwende ρ in kg/m³ und h in m. Dann erhältst du den Druck in Pa.

Merksatz: Schweredruck: p = ρ · g · h. Im Wasser +10 000 Pa pro Meter. Doppelte Tiefe, doppelter Druck.

Typischer Fehler: Viele glauben, ein breites Gefäß erzeuge mehr Druck am Boden. Entscheidend ist nur die Tiefe.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wie groß ist der Schweredruck in 4 m Wassertiefe in Pa?

Zeig mir den ersten Schritt

Pro Meter 10 000 Pa.

Lösung ansehen

Lösung: 40000

4 · 10 000 Pa = 40 000 Pa.

Frage 2 Der Schweredruck hängt von der Form des Gefäßes ab.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Wie ändert sich der Schweredruck, wenn sich die Tiefe verdoppelt?
Zeig mir den ersten Schritt

Schau dir die Formel an.

Lösung ansehen

Lösung: Er verdoppelt sich.

Frage 4 In 10 m Tiefe drückt das Wasser mit 100 000 Pa. Die Luft drückt zusätzlich mit etwa 100 000 Pa. Wie groß ist der Gesamtdruck in Pa?

Zeig mir den ersten Schritt

Addiere beide Drücke.

Lösung ansehen

Lösung: 200000

100 000 Pa + 100 000 Pa = 200 000 Pa.

Geschafft

Der Schweredruck wächst mit der Tiefe und mit der Dichte der Flüssigkeit. Die Gefäßform ist egal.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Druck, Dichte und Auftrieb

Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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