In diesem Video geht es um die Frage, wie eine hydraulische Hebebühne funktioniert und was das mit Druck zu tun hat. Ida und Eva haben ein Problem. Sie können nicht weiterfahren, da eines der Räder am Auto platt ist und gewechselt werden muss.
Da sie keinen Wagenheber dabei haben, fahren sie zu ihrer guten Freundin Anna. Diese behauptet, das Auto mit eigener Kraft anheben zu können. Dazu benötigt sie nur ihre hydraulische Hebebühne.
Diese besteht aus einer Hebebühne, auf der das Auto steht. Die Hebebühne ist ein Kolben, der bündig auf einer Wasseroberfläche steht. Dieses Wasser ist in einem geschlossenen System. Auf der anderen Seite wird das Wasser durch einen zweiten Kolben am Austritt gehindert.
Dieser Kolben ist deutlich schmaler und länger. Anna behauptet nun, dass sie einfach auf den schmalen Kolben springen muss, um das Auto anzuheben. Das schauen wir uns mal genauer an.
Auf Anna wirkt die Gravitationskraft. Dadurch drückt der Kolben mit dieser Kraft auf die Wasseroberfläche A1. Dadurch erhöht sich der Druck im Wasser. Der Druck ist im Wasser allerdings überall gleich groß. So wird der Druck auch auf die Unterseite des rechten Kolbens übertragen.
Die Formel für den Druck lautet folgendermaßen. Der Druck wird in der Regel mit dem Buchstaben P abgekürzt. Der Druck berechnet sich also, wenn man die Kraft durch die Fläche teilt. Nutzen wir diese Formel mal für beide Seiten. Auf der linken Seite haben wir eine relativ kleine Fläche A1 und die Gewichtskraft von Anna.
Auf der rechten Seite haben wir eine größere Fläche A2 und eine Hubkraft F2. Doch wie soll aus beiden Rechnungen links und rechts das gleich große P herauskommen, wenn die Fläche A1 kleiner ist als die Fläche A2? Das geht nur, wenn die Hubkraft F2 kleiner ist als die Fläche A2. Hubkraft F2 deutlich größer ist als die Gewichtskraft F1.
Somit ist die Hubkraft deutlich größer als die Gewichtskraft von Anna. Bevor wir Anna den Wagen nun anheben lassen, markieren wir mal auf beiden Seiten die jeweiligen Start-und Endpunkte der Kolben, um zu sehen wie weit sie sich bewegt haben. Wir stellen fest, dass der schmale Kolben links viel mehr Strecke zurücklegen musste als der rechte, breite Kolben. Was Anna an Kraft spart, muss sie an Weg mehr zurücklegen.
Nun sind Ida und Eva glücklich, dass der Reifen gewechselt werden kann.