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SG012  Druck p

Kraft F

Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

Druck p kennzeichnet den Spannungszustand in einem Gas, einer Flüssigkeit, der entsteht, wenn auf ein eingeschlossenes Gas oder eine eingeschlossene Flüssigkeit eine Kraft ausgeübt wird ("Kraft macht Druck"). Umgekehrt entsteht aus dem Druck in einem Gas oder einer Flüssigkeit auf eine begrenzende Wand eine Kraft ("Druck macht Kraft").

Versuche mit hydraulischen Pressen oder Spritzen legen die Definition nahe:

   p = F/A    wobei F der Betrag der Kraft F ist, die senkrecht auf die Fläche A wirkt.  

Man kann nicht sagen "Druck ist Kraft pro Flächeneinheit", denn erstens ist eine Kraft ein Vektor, der Druck aber nicht. Zweitens ist begrifflich der Druck etwas ganz anderes als eine Kraft. Man kann auch nicht sagen "ein Druck wirkt" z.B. auf einen Kolben, weil ein Druck nur den Spannungszustand charakterisiert. Nur Kräfte oder Drehmomente können wirken. Strenggenommen gibt es auch keine "allseitige Ausbreitung" des Drucks; das würde nicht zu der Definition als Maß für den Spannungszustand passen. In der Definitionsformel stecken vielmehr zwei Aussagen:

  1. Wenn auf eine Fläche A, die das Gas oder die Flüssigkeit begrenzt, senkrecht eine Kraft F wirkt, dann entsteht ein Spannungszustand, der durch den Druck p charakterisiert wird, wobei sich p gemäß p = F/A aus dem Betrag F der Kraft F und der Fläche A berechnet.
  2. Wenn eine Fläche A dem Druck p ausgesetzt ist, dann entsteht senkrecht auf diese Fläche eine Kraft F, deren Betrag F sich aus F = p·A berechnet.

Druck ist neben anderen, wie die Temperatur, eine Größe, die den Zustand eines Gases oder einer Flüssigkeit beschreibt.

Gemäß der Definitionsformel ist die Einheit des Drucks  [p] = 1 N/m2 = 1 Pa ("Pascal"). Das ist eine sehr kleine Einheit. Der Luftdruck bei uns beträgt z.B. 1036 hPa = 1036·100 N/m2 ≈ 105 N/m2. (hPa = "Hektopascal"). D.h. auf eine Fläche von 1 m2 entsteht eine Kraft von 105 N, so als würde auf dem Quadratmeter eine Last von 10 kg lasten.

Manchmal ist auch noch in Gebrauch: 1 bar = 1000 hPa. 1 bar entspricht ungefähr der veralteten Einheit 1 at ("Atmosphäre").