Physik der 7. Klasse er studiert verschiedene Phänomene und Gesetze, die uns helfen, die Welt um uns herum zu verstehen. Ein solcher wichtiger Begriff ist Druck. Das Wissen über den Druck kann beispielsweise bei der Bestimmung der Höhe über dem Meeresspiegel hilfreich sein. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie die Höhe mithilfe von Druck gefunden werden kann.
Bevor Sie mit den Messungen beginnen, müssen Sie verstehen, was der Druck ist und wie er mit der Höhe zusammenhängt. Druck ist die Kraft, die ein Gas oder eine Flüssigkeit auf ein Pad ausübt. Es hängt von der Höhe des Substanzpfostens über dieser Plattform ab. Je höher der Pfosten, desto größer ist der Druck.
Für die Druckmessung werden spezielle Instrumente verwendet - Barometer. Barometer sind flüssig und aneroid. Das Flüssigkeitsbarometer verwendet Quecksilber als Arbeitsfluid und das Aneroid ist ein spezielles Membran- und Federsystem. Beide Arten von Barometern können den Druck messen und helfen bei der Bestimmung der Höhe über dem Meeresspiegel.
Was ist Druck und wie hat er mit der Höhe zu tun?
Die Beziehung zwischen Druck und Höhe ist auf eine Veränderung der Luftdichte mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel zurückzuführen. Wenn wir in die Atmosphäre steigen, nimmt die Luftmenge über uns ab, was zu einem Druckabfall führt.
Es gibt einen bestimmten Druckwert in jeder bestimmten Höhe, der als atmosphärischer Druck bezeichnet wird. Dieser Druck kann mit einem Barometer gemessen werden.
Höhe und Luftdruck sind untrennbar miteinander verbunden. Wenn Sie daher den Druck in einer bestimmten Höhe messen, können Sie die Höhe bestimmen oder schätzen. Dazu werden solche Methoden verwendet, in der Regel ein Roamer und eine Barometer-Formel.
Das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Druck und Höhe ermöglicht daher die Messung oder Berechnung der Höhe durch Druck, der in verschiedenen Bereichen, einschließlich Vermessung, Meteorologie und Bergsport, Anwendung findet.
Grundlegende Konzepte und Formeln
Die folgenden Konzepte müssen berücksichtigt werden, um die Höhe anhand des Drucks zu berechnen:
- Der Druck - eine physikalische Größe, die der Kraft entspricht, die pro Flächeneinheit wirkt.
- Atmosphärendruck - die Kraft, mit der die Luftsäule unter dem Einfluss der Gravitationskraft auf die Erdoberflächeneinheit drückt.
- Höhe - der vertikale Abstand von diesem Punkt relativ zur ausgewählten Höhe.
- Barometer - ein Gerät zur Messung des atmosphärischen Drucks.
Zur Berechnung der Höhe mittels Druck wird verwendet barometer-Formel:
- h ist die gewünschte Höhe;
- P - Gemessener Druck in dieser Höhe;
- P₀ ist der gemessene Druck in einer bekannten Höhe (normalerweise auf Meereshöhe);
- H - Höhe bei einem bekannten Druck (normalerweise auf Meereshöhe);
- ΔP ist eine Änderung des Drucks in einem bekannten Höhenabschnitt (normalerweise 1 hPa).
Beispiele für Höhenberechnungen unter Verwendung von Druck
Beispiel 1:
Lassen Sie den Luftdruck auf Meereshöhe mit 1013 Hektopascal angegeben werden und es ist bekannt, dass der Druck mit zunehmender Höhe um 10 Hektopascal pro 1000 Meter abnimmt. Wir werden die Höhe finden, auf der der Druck 900 Hektopascal beträgt.
Um das Problem zu lösen, verwenden wir die Formel:
h - gewünschte Höhe,
P - druck in einer bestimmten Höhe,
P0 - druck auf Meereshöhe,
ΔP - änderung des Drucks für alle 1000 Meter.
Wenn wir die bekannten Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
h = (900 - 1013) / (-10) = 113 / (-10) = -11.3 m.
Antwort: Die Höhe, in der der Druck 900 Hektopascal beträgt, beträgt 11,3 Meter unter dem Meeresspiegel.
Beispiel 2:
Lassen Sie den Luftdruck auf Meereshöhe auf 1013 Hektopascal geben und es ist bekannt, dass der Druck mit zunehmender Höhe um 13 Hektopascal pro 1000 Meter abnimmt. Wir werden die Höhe finden, in der der Druck 950 Hektopascal beträgt.
Mit der gleichen Formel erhalten wir:
h = (950 - 1013) / (-13) = 63 / (-13) = -4.85 m.
Die Antwort: die Höhe, in der der Druck 950 Hektopascal beträgt, liegt 4,85 Meter unter dem Meeresspiegel.
