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Vom doppelten Luftdruck zerquetscht
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Vom doppelten Luftdruck zerquetscht
 
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Hyperbolicus
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Anmeldungsdatum: 21.08.2005
Beiträge: 26

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 15:52:53    Titel: Vom doppelten Luftdruck zerquetscht

hallo, habe folgende frage:
Der hyddrostatische Druck in einer Wassersäule von etwa 10m ist ja bekanntlich ungefähr gleich 1bar (also ein Atmosphärendruck). D.h. wenn ich mich in einem 10m tiefen mit Wasser gefüllten Becken befinde wirkt auf mich ein Gesamtdruck von 2bar, den ein Mensch ja unbeschadet überstehen kann.

Der selbe Druck wirkt aber auf mich,wenn ich mich (an Land) auf den Boden lege und ein Masse von 1000kg auf meinen Brustkorb lege, da p= F/A= 10000N/0.1m²= 100kPa =1bar, wenn ich die Fläche meines Brustkorbs auf 0,1m² abschätze. Jedoch würde ich eine Masse von 1000kg auf meinem Brustkorb nicht mehr als angenehm ansehen.

Wie kann man sich das erklären bzw. wo liegt mein Denkfehler?
Vielen Dank für Antworten im voraus
Hyperbolicus
sanjilamc
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Anmeldungsdatum: 18.05.2005
Beiträge: 84
Wohnort: Jena

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 16:18:55    Titel:

tach auch.

ist eigentlich eine interessante frage.
meine gedanken dazu wären jetzt:

a) der luftdruck/wasserdruck wirkt ja auf den ganzen körper, das bedeutet bei einem ausgewachsenen mann also ca. 2 m²

b) die 1000 kg haben ja ein gewicht von ca 98100 N, was ja eine ziemlich große Kraft ist. Möglicherweise wirkt der Luftdruck nicht mit einer si enormen Kraft.

gruß, merten

_______________________________
Lieber mit dem Fahrrad zum Strand,
als mit dem Mercedes zur Arbeit
xaggi
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Anmeldungsdatum: 15.03.2004
Beiträge: 1190

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 16:55:44    Titel:

Zum einen sind die 1000 kilo wahrscheinlich nicht gleichmäßig auf deinen brustkorb verteilt. Dein Körper ist ja nicht vollkommen flach, insofern gibt es stellen die mehr belastet werden.

Vor allem aber fehlt auch der stabilisierende druck von der seite, so dass wahrscheinlich dein brustkorb bricht. (ich weiß nicht, ob das bei 1000 kilo so ist, aber jedenfalls früher als bei einem gleich großen wasserdruck)

Im Wasser drückt dagegen die selbe Kraft, die den Brustkorb von oben drück und nach außen biegt, auch von der seite und biegt ihn wieder zurück.
Ist zwar auf dauer sicher auch nicht sehr gesund, aber die gefahr, dass was bricht ist deutlich geringer.

Soweit meine Vermutung. Aber ein Interessantes Thema, dem stimme ich zu.
Hyperbolicus
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Anmeldungsdatum: 21.08.2005
Beiträge: 26

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 18:23:12    Titel:

Habe selber nochmal drüber nachgedacht. Bin zu folgendem Schluss gekommen:
Wenn ich die Kräfte, die im Wasserbecken an meinem Körper angreifen, ausrechnen wollte, müsste ich die Oberfläche meines Körpers ja in infinitesimale Flächenelemente dA zerlegen und dann für jedes dA die Kraft durch dF = p* dA berechnen, so dass schonmal die Kraft, die pro Flächenelement auf meinen Körper wirkt, wesentlich verringert wird, so dass die "gefühlte" Gesamtkraft nicht mehr zu vergleichen wäre mit diesem 1000kg-Klotz.
Was mich aber dann wundert ist, warum der Druck nicht allgemein als Differentialquotient p=dF/dA definiert ist. In sämtlichen Lehrbüchern, sowie auch auf wikipedia findet man immer nur p = F/A, was ja eigentlich nur ein Spezialfall ist... Rolling Eyes

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Anmeldungsdatum: 05.06.2005
Beiträge: 1151
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 18:29:09    Titel:

Warum müsste man das in infinitesimale Teilstücke zerlegen? Versteh ich nicht...
Hyperbolicus
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Anmeldungsdatum: 21.08.2005
Beiträge: 26

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 18:41:31    Titel:

Weil der Mensch an sich nicht den Körperbau von Bernd, das Brot hat Very Happy
Für einen z.B. quaderförmigen Gegenstand muss man das nicht machen, da kann man einfach die 6 Rechtecksflächen nehmen.
Hmm, wäre das Tauchen in 10m Tiefe dann schmerzhafter wenn wir quaderförmig wären?

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Anmeldungsdatum: 05.06.2005
Beiträge: 1151
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 18:59:33    Titel:

Ich verstehs nicht^^ Der Druck ist überall auf dem Körper gleich (mal abgesehen von den minimalen Höhenunterschieden). Es kommt auf die Oberfläche, also die Fläche der Haut etc. an, welche Kraft dieser Druck auf den Körper ausübt...
Hyperbolicus
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Anmeldungsdatum: 21.08.2005
Beiträge: 26

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 20:20:26    Titel:

Ja, der Druck ist überall gleich. Aber wenn man die Kraft berechnen will, muss man sich immer eine Fläche suchen, auf der die Kraft senkrecht steht. Denn in der Formel p=F/A steht F immer senkrecht auf A. Bei krummen Flächen geht das nicht (Bsp: Man kann die Oberfläche einer Kugel nicht als Vektor schreiben).
Deswegen muss man sie in ebene (!) infinitesimale Flächen dA zerlegen.

zum thema: ich glaube, das Tauchen wäre nicht schmerzhafter, wenn wir alle Quader wären. Oder gibt es andere Meinungen? Wink
xaggi
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Anmeldungsdatum: 15.03.2004
Beiträge: 1190

BeitragVerfasst am: 07 Sep 2006 - 23:04:26    Titel:

Man kann überhaupt keine Fläche als Vektor schreiben (außer 0-dimensionale).
Man kann aber Normalenvektoren auf gekrümmten Flächen genauso definieren, wie auf Ebenen. Nur das diese dann eben Ortsabhängig sind.
Hyperbolicus
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Anmeldungsdatum: 21.08.2005
Beiträge: 26

BeitragVerfasst am: 08 Sep 2006 - 08:52:29    Titel:

eine ebene Fläche sehe ich schon als vektoriell an. betrag ist der Flächeninhalt, Richtung der Normalenvektor. Bsp.: die physikalische Größe "Fluss", z.B. elektrischer Fluss sehe ich als Skalarprodukt E*A zwischen Fläche und E-Feld (Homogenität des E-Feldes und ebene Fläche vorausgesetzt)an.
Aber wurscht, das ist jetzt mathematische haarspalterei. das soll jetzt nicht unser diskussionspunkt sein
Zurück zum Thema:
Ich ziehe meine Theorie mit dem infinitesimalen Zerlegen zurück, da dies meiner meiner Meinung nach unser Dilemma nicht löst. Wenn ich meinetwegen meine Brustkorboberfläche in infinitesimale Flächenelemente von sagen wir 1mm² zerlege, habe ich die Geometrie meiner Körperoberfläche wohl hinreichend genau approximiert, d.h. die Kräfte dF = p* dA , die auf jedes Flächenelement wirken sind gleich groß, völlig egal, ob ich eine krumme Fläche oder eine ebene Fläche betrachte. Ich glaub das war das, was x² meinte (?)

zu xaggis kommentaren:

Zitat:
Zum einen sind die 1000 kilo wahrscheinlich nicht gleichmäßig auf deinen brustkorb verteilt

Dem kann man Abhilfe verschaffen, indem man z.B. ein Tablett auf seinen Brustkorb legt, den Raum zwischen Brust und Tablett meinetwegen mit Schaumstoff oder einem ähnlich weichen Material füllt und dann auf das Tablett eine 1000kg -Masse legt, dann wäre das Gewicht hinreichend gleichmäßig verteilt.
Zitat:
Vor allem aber fehlt auch der stabilisierende druck von der seite,

Wenn ich das Gewicht von einem ausgewachsenen Ochsen auf meiner Brust habe, und dieselbe Kraft noch von links und rechts wirkt, mag mein Brustkorb vielleicht nicht brechen. Aber trotzdem vermindert das ja nicht den Druck der auf mich wirkt. Im Gegenteil, das muss sich ja dann so anfühlen, als sei man in nem Schraubstock eingequetscht. Kann mir nicht vorstellen dass das irgendwie kompensierend wirken würde auf den vertikalen Druck...

Weitere Denkanstöße sind erwünscht Wink

Hmm, schon merkwürdig das ganze...
Hab im übrigen eine verblüffende Aufgabe dazu, die die Problematik noch mehr auf die Spitze treibt. Poste ich das nächste mal
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