ein Zweig der Physik, der die Bewegung von Fluiden und deren Wechselwirkung mit festen Körpern und äußeren Kräften (z.B. Schwerkraft oder Druck) untersucht.
Formel für Druck als Verhältnis von Kraft zu Fläche
Druck ist die Kraft, die pro Flächeneinheit wirkt. Je kleiner die Kontaktfläche bei gleicher Kraft, desto höher der erzeugte Druck. Die Maßeinheit ist Pascal (Pa).
Formel für Fluiddruck in einer Tiefe: Produkt aus Dichte, Erdbeschleunigung und Tiefe
Dieser Druck entsteht in einem Fluid aufgrund seines Gewichts. Je tiefer, desto größer die Höhe der Fluidsäule — und desto höher der Druck. Er hängt von der Dichte der Substanz, der Erdbeschleunigung und der Tiefe des Punktes ab.
Formel für den volumetrischen Fluidstrom als Produkt aus Strömungsgeschwindigkeit und Querschnittsfläche
Die Formel zeigt, wie viel Fluidvolumen pro Zeiteinheit durch einen Querschnitt strömt. Die Durchflussrate hängt von der Strömungsgeschwindigkeit und der Querschnittsfläche des Rohres ab. Maßeinheiten — m³/s.
Formel für die Kontinuität des Fluidstroms in Abschnitten mit unterschiedlichem Querschnitt
Wird der Fluidstrom aufrechterhalten, so nimmt die Geschwindigkeit bei Verengung des Rohres zu. Diese Formel spiegelt das Gesetz der Volumenerhaltung wider: Was hineingeht, kommt auch heraus.
Bernoullis Formel: die Summe aus Druck, kinetischer und potentieller Energie in einem Strömungsabschnitt bleibt konstant
Die Bernoullische Gleichung drückt die Erhaltung der Gesamtenergie eines Stroms aus: Die Summe aus Druck, kinetischer Energie und potentieller Energie bleibt entlang des Stroms erhalten.
Anwendbar auf ein ideales Fluid (ohne Viskosität), der Strom muss stationär sein.
Je höher die Geschwindigkeit — desto niedriger der Druck und umgekehrt. Dieser Effekt ist die Grundlage des Flugzeugbetriebs, von Vergasern und hydraulischen Systemen.
Wird auf ein Fluid (oder Gas) in einem geschlossenen Volumen äußerer Druck ausgeübt, so wird dieser in alle Richtungen und an jeden Punkt des Volumens ungeschwächt übertragen.
Dank des Pascalschen Gesetzes funktionieren hydraulische Pressen, Bremsen, Heber und andere Systeme. Eine kleine Kraft auf eine kleine Fläche kann als große Kraft auf eine große Fläche übertragen werden, ohne Druckverlust.
💡 Das Pascalsche Gesetz kann auch als Folge des Energieerhaltungssatzes betrachtet werden: Druck verschwindet oder entsteht nicht willkürlich, sondern wird lediglich übertragen. Darüber hinaus gilt es nicht nur für Flüssigkeiten, sondern auch für kompressible Medien – zum Beispiel Gase.