2.2 Luft kann man zusammendrücken
Versuch:
Nimm noch einmal den Zylinder mit der blauen Kolbenstange und
ziehe diese ganz heraus. Halte dann den Anschluss A zu und ver-
suche die Kolbenstange hinein zu drücken. Was beobachtest du?
Beobachtung:
Die Kolbenstange lässt sich nur ein Stück weit hinein drücken. Lässt
man sie los, federt sie wieder zurück.
Ergebnis:
Die Luft im Zylinder lässt sich zusammendrücken. Je mehr sie zusam-
mengepresst wird, desto größer wird der Druck im Zylinder. Diesen
Druck kann man auch messen und berechnen. Die Einheit für den
Druck ist „bar" oder „Pascal"
Die Formel zur Berechnung der Höhe des Drucks lautet
Kraft
Druck =
oder kurz gesagt
Fläche
Die Höhe des Drucks hängt also davon ab, wieviel Kraft wir auf die
runde Fläche im Inneren des Zylinders ausüben.
2.3 Mehr Kraft durch mehr Druck
Als nächstes wollen wir feststellen, welche Kräfte wir mit unserem Zylinder
ausüben können. Baue dir dazu, wie in der Bauanleitung ab Seite 5
beschrieben, eine kleine Hebebühne auf.
Mit diesem Modell führen wir nun einige Versuche durch:
Hebebühne Versuch 1 (siehe Bauanleitung S. 5):
Versuche zunächst die Hebebühne nach oben zu bewegen, indem du
durch einen Schlauch Luft in den Zylinden pustest. Trotz größter
Anstrengung wird das nicht funktionieren.
Anschluss A
F
p =
A
Hebebühne Versuch 2 (siehe Bauanleitung S. 7):
Verwende nun einen zweiten Zylinder mit blauer Kolbenstange, befes-
tige ihn auf der Bauplatte neben der Hebebühne, fahre die Kolben-
stange ganz aus und schließe am Anschluss A den Schlauch an, der
zum Zylinder der Hebebühne führt
Drücke die Kolbenstange hinein. Was passiert? – Die Hebebühne geht
nach oben. Ziehe die Kolbenstange wieder heraus und du wirst sehen,
dass die Hebebühne sich wieder nach unten bewegt. So weit so gut.
Was passiert aber, wenn du auf die Hebebühne z. B. ein Buch legst
und dann versuchst, es nach oben zu bewegen?
Du musst die Luft im Zylinder erst ein ganzes Stück zusammendrück-
en, bevor sich das Buch nach oben bewegt. Außerdem lässt sich die
Hebebühne nicht mehr ganz ausfahren. Wie kommt das?
Um das schwere Buch nach oben zu heben, benötigt man mehr Kraft.
Diese Kraft erreicht man nur, indem man den Druck in dem Zylinder
der Hebebühne erhöht. Die zusammengedrückte Luft benötigt weniger
Platz im Zylinder. Es ist dann nicht mehr genügend „zusammenge-
drückte Luft" im Zylinder vorhanden um die Hebebühne ganz auszu-
fahren. Wir müssten in der Lage sein mehr zusammengedrückte Luft
in den Zylinder zu pumpen.
Dazu verwenden wir das sogenannte Rückschlagventil.
2.4 Das Rückschlagventil
Das Rückschlagventil wird
einfach am Anschluss A
des Zylinder befestigt.
Am Rückschlagventil kann
dann der Schlauch angeschlossen werden.
Zieht man nun die Kolbenstange des Zylinders heraus,
saugt das Rückschlagventil Luft von außen in den Zylinder
hinein. Schiebt
man die Kolbenstange
wieder hinein, wird
die Luft durch
die zweite Öffnung
im Rückschlagventil
hinaus in den Schlauch
gepumpt, während
der erste Anschluss
verschlossen bleibt.
Wir haben uns jetzt
eine Luftpumpe gebaut,
ähnlich wie du sie an
deinem Fahrrad hast.
Schlauchanschluss
Ansaugen
D
Ausblasen
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