dessen längerem Arme das Gewicht verschoben wird, welches daher in
verschiedenen Abständen vom Drehpunkt auch verschiedenen Lasten am
kürzeren Arme das Gleichgewicht halten muß. Ist der längere Arm mit
Theilstrichen versehen, deren Abstände der Länge des kürzeren Armes
gleich sind, so wird das Laufgewicht am 2ten Theilstrich der 2fachen,
am 3ten der 3fachen, am 10ten der 10fachen Last am kurzen Arme das
Gleichgewicht halten.
[Illustration: Fig. 23.]
Bequemer und genauer ist die Brückenwage oder Decimalwage (Fig. 23),
welche auf einer Verbindung von zwei einarmigen und einem zweiarmigen
Hebel beruht. Bei dieser wird die Last nicht aufgehängt, sondern auf
eine sogenannte Brücke (~ac~) gelegt, welche an einem Ende mittelst
einer Stange (~ch~) an den Wagebalken gehängt ist, und zwar in einem
Abstand vom Drehpunkte (~o~) desselben, der genau 1/10 von dem Abstande
(~og~) ist, in welchem die Wagschale mit dem zur Wägung dienenden
Gewichte hängt. Das andere Ende der Brücke ruht auf einem einarmigen
Hebel (~de~), welcher mittelst einer Stange (~df~) ebenfalls an den
Wagebalken gehängt ist. Die Aufhängepunkte an dem Wagebalken und die
Stützpunkte der beiden einarmigen Hebel sind so gewählt, daß zwischen
~ho~ und ~fo~ genau dasselbe Verhältniß besteht wie zwischen ~me~ und
~de~. Die Folge davon ist, daß die ganze Wirkung der Last in dem Punkt
~c~ vereinigt ist, gerade als ob die ganze Last an der Zugstange ~ch~
angehängt wäre. Da sie also hier an einem Hebelarme wirkt, der an Länge
von dem Hebelarme, an welchem das Gewicht hängt, um das Zehnfache
übertroffen wird, so wird ihr auch durch 1/10 ihres Gewichts das
Gleichgewicht gehalten. Ein Gewicht von 1 Pfund wägt an dieser Wage
also eine Last von 10 Pfund.
[Illustration: Fig. 24.]
=116. Warum= hebt man eine auf einer Schiebkarre liegende Last leichter
auf, als wenn man sie vom Boden aufheben soll?
=Weil= auch die Schiebkarre ein Hebel ist und zwar ein sogenannter
einarmiger, dessen Stützpunkt am Ende desselben in der Axe des Rades
liegt, und bei dem die Last dem Stützpunkt möglichst nahe angebracht
ist, während die hebende Kraft am äußersten Ende wirkt. Auch hier
beschreiben Last und Kraft bei der Drehung des Hebels in dem Maße
verschiedene Bogen, als ihre Abstände vom Stützpunkt verschieden sind.
Auch hier hält also die Kraft einer Last das Gleichgewicht, wenn ihr
Verhältniß zu einander das umgekehrte der entsprechenden Hebelarme ist.
[Illustration: Fig. 25.]
=117. Warum= darf man eine Last nicht in die Mitte einer Tragstange
hängen, welche zwei Menschen auf ihren Schultern oder in den Händen
zwischen sich tragen, wenn diese Träger nicht gleich an Kraft sind, der
eine etwa ein Knabe, der andere ein Mann ist?
=Weil= jeder dieser Träger an einem einarmigen Hebel trägt, dessen
Stützpunkt auf der Schulter oder in der Hand des Andern liegt, und weil
also die schwächere Kraft gegen die stärkere im Nachtheil sein würde,
wenn sie nicht in einer größeren Entfernung von der Last als jene
anzugreifen hätte. Wenn der Mann anderthalb mal so stark ist als der
Knabe, so muß an einer 2½ Meter langen Stange die Last 1 Meter von dem
Manne, 1½ Meter von dem Knaben entfernt hängen, wenn die Kraft beider
in gleichem Verhältniß in Anspruch genommen werden soll.
=118. Warum= sind an Kaffeemühlen, Kaffeetrommeln, Schleifsteinen,
Drehorgeln etc. besondere Handhaben oder Kurbeln zum Drehen angebracht?
=Weil= diese Kurbeln nichts anderes als Hebel sind, an deren äußerstem
Ende die Kraft der Hand wirkt, während sich die Last am Anfang einer
Welle von kleinem Durchmesser, also sehr nahe am Drehpunkt befindet,
und weil daher zur Bewegung oder Umdrehung dieser Last grade so
viel weniger Kraft erforderlich ist, als die Länge der Kurbel den
Durchmesser der Welle übertrifft.
[Illustration: Fig. 26.]
=119. Warum= kann man mit Hülfe der Winde viel leichter einen Eimer
voll Wasser aus einem Schöpfbrunnen ziehen als mit der Hand?
=Weil= die Winde ebenfalls ein Hebel ist, an dessen längerem Arme,
der Kurbel oder den Speichen eines Rades, die Kraft wirkt, während an
dem kürzeren Arme die heraufziehende Last wirkt. An Arbeit wird dabei
nichts gespart; denn was an Kraft gewonnen wird, geht an Weg und Zeit
verloren. Um so viel die Kraft kleiner ist als die Last, um so viel ist
der Kreis, welchen die Hand an der langen Kurbel beschreibt, größer als
der Umfang der Welle, um welche sich das Seil mit der daran hängenden
Last aufwindet. Die Arbeit ist nur anders eingerichtet und gleichsam
vertheilt, so daß sie mit geringeren Kraftmitteln ausgeführt werden
kann.
=120. Warum= müssen die Wagen Räder haben, und warum fährt man nicht
auch ohne Schnee mit Schlitten?
=Weil= das Rad, indem es nur mit wenigen Punkten den Boden berührt,
die der Fortbewegung entgegenwirkende Reibung am Boden bedeutend
vermindert, was bei Schnee nicht nöthig ist, da dieser theils die
Unebenheiten des Weges ausgleicht, theils durch die Glätte, die er
in Folge des Druckes annimmt, nur geringe Reibung verursacht; weil
aber auch zugleich jedes Rad wie ein Hebel wirkt, da die Zugkraft der
Pferde an dem Umfange der Räder wirkt, während die Last an der Axe den
Widerstand leistet. Die Last, welche die Pferde zu überwinden haben,
ist übrigens nicht eigentlich das Gewicht des Wagens und seiner Ladung,
da dieses von dem Boden getragen wird, sondern die Reibung an der Axe,
welche freilich nicht blos durch die Unebenheiten des Bodens, sondern
auch durch das Gewicht des Wagens vermehrt wird.
=121. Warum= werden Dampfwagenzüge auf Eisenbahnen im Winter oft durch
Glatteis aufgehalten?
=Weil= bei der Locomotive keineswegs eine ähnliche Zugkraft vorhanden
ist, wie bei dem vom Pferde gezogenen Wagen, die Räder vielmehr nur
eine umdrehende Bewegung erhalten und diese in eine Fortbewegung nur
durch den Reibungswiderstand verwandelt wird, welchen die Räder in
ihrer Umdrehung an den Schienen finden. Ist dieser Reibungswiderstand
daher durch Glatteis vermindert, so fehlt auch jeder Stoß zur
Fortbewegung und die Räder drehen sich nur um sich selbst.
[Illustration: Fig. 28.]
=122. Warum= pflegt man zum Emporziehen der Balken auf neu errichtete
Gebäude sich eines Flaschenzuges (Fig. 28) statt eines einfachen Seiles
zu bedienen?
[Illustration: Fig. 27.]
=Weil= ein solcher Flaschenzug aus mehreren Paaren fester und
beweglicher Rollen besteht, und jedes solches Rollenpaar wie ein
Hebel wirkt und dadurch die Hebung der Last erleichtert. Sowohl
der oben befestigte Kloben, als der unten mit der Last verbundene
bewegliche enthält nämlich 3 oder mehr Rollen, um welche abwechselnd
das Seil geschlungen ist, an dem die Last gezogen werden soll. Eine
bewegliche Rolle (Fig. 27) aber, wie sie jede der in dem untern Kloben
befindlichen Rollen darstellt, ist gleichsam ein einarmiger Hebel, in
dessen Mitte (~c~) die Last hängt, während die ziehende Kraft an dem
einen Ende (~b~), der Stützpunkt am andern Ende (~a~) sich befindet.
Jede solche Rolle gestattet also die Last mit dem halben Kraftaufwande
zu heben. Sind demnach 3 solcher Rollen vorhanden, so wird nur der 6ste
Theil der Kraft nöthig sein, die Last zu heben. Allerdings entspricht
auch hier der Verminderung der Kraft eine Verlängerung des Weges. Für
jeden Meter, um den die Last gehoben wird, muß jedes der 6 Seile,
welche die Rollen umschlingen, sich um 1 Meter verkürzen, das Seil
also, an welchem das Pferd zieht, sich um 6 Meter verlängern, und das
Pferd die Last 6 Meter weit ziehen.
Fall, Pendel und Centralbewegung.
Die Bewegung eines fallenden Körpers ist eine gleichmäßig
beschleunigte, da die Schwerkraft der Erde in jedem
Augenblicke gleichmäßig auf den bewegten Körper fortwirkt. Die
Geschwindigkeit eines fallenden Körpers nimmt daher in gleichem
Verhältnisse mit der Dauer des Falles zu. Der von dem fallenden
Körper durchlaufene Raum wächst aber in größerem Verhältniß,
da mit der von Moment zu Moment wachsenden Geschwindigkeit
er auch immer größere Räume durchfallen muß. In der ersten
Sekunde fällt ein Körper erfahrungsmäßig durch 4,905 Meter
oder 15-5/8 preußische Fuß. In 2 Sekunden durchfällt er den
4fachen, in 3 Sekunden den 9fachen Raum etc. Ueberhaupt wächst
der durchfallene Weg wie das Quadrat der Zeit. Die am Ende der
ersten Sekunde erlangte Geschwindigkeit ist so groß, daß damit
das Doppelte des in der ersten Sekunde zurückgelegten Weges
durchlaufen werden würde. Ebenso verhält es sich am Ende jeder
folgenden Sekunde. Die Endgeschwindigkeit beträgt also nach
der ersten Sekunde 2 × 4,905 = 9,81 Meter oder 31¼ preußische
Fuß, nach der zweiten Sekunde 2mal, nach der dritten Sekunde
3mal 9,81 Meter etc. Diese Gesetze des Falles, die vollkommen
freilich nur für den Fall im luftleeren Raume gelten, sind
zuerst von _Galilei_ im Jahre 1602 aufgefunden und nachgewiesen
worden.
Ein geworfener Körper folgt gleichfalls den Gesetzen des
Falles. Aber seine Bewegung setzt sich aus der gleichförmigen
Bewegung, welche ihm durch den Stoß ertheilt wird, und der
beschleunigten Bewegung des Falles zusammen. Der Weg des
geworfenen Körpers ist darum immer eine krumme Linie, eine
sogenannte Parabel.
Auch die Bewegung eines Pendels oder die Schwingung eines
an einem Faden aufgehängten schweren Körpers ist nur eine
Fallbewegung. Die Dauer der Schwingungen eines Pendels ist
daher nicht von der Natur des Stoffes, aus welchem es besteht,
auch nicht von der Weite der Schwingungsbogen, sondern nur
von der Länge des Pendels abhängig. Ein 4mal längeres Pendel
schwingt 2mal, ein 9mal längeres 3mal langsamer.
Wird ein Körper an einem Faden geschwungen oder durch irgend
eine Kraft beständig nach einem Punkte gezogen und zugleich
durch einen Stoß nach einer andern Richtung fortgetrieben,
so wird der Körper gezwungen, eine krummlinige Bahn zu
durchlaufen, und zwar ist diese Bahn eine kreisförmige, wenn
die anziehende Kraft stets gleichmäßig wirkt, da der Körper
immer in der gleichen Entfernung von dem anziehenden Punkte
gehalten wird. Hört die anziehende Kraft zu wirken auf, oder
wird sie von der forttreibenden Kraft überwunden, läßt man
also den Faden los, oder zerreißt er, so fliegt der Körper
fort und zwar in einer Richtung, welche senkrecht zur Richtung
des Fadens im Augenblicke des Zerreißens ist. Man nennt diese
Bewegung Centralbewegung, die anziehende Kraft Ziehkraft
oder Centripetalkraft, die forttreibende Fliehkraft, auch
Schwungkraft oder Centrifugalkraft. Im Großen zeigen uns diese
Centralbewegung die Erde und die Planeten in ihrer Bewegung um
eine Axe, wie in ihrer Bahnbewegung um die Sonne.
=123. Warum= kann in tiefen Schächten das Herabfallen eines kleinen
Steines gefährlich werden?
=Weil= die Geschwindigkeit des fallenden Steines unter dem Einfluß der
beschleunigenden Kraft der Schwere beständig wächst und bei bedeutender
Fallhöhe eine solche Gewalt erlangen kann, daß der Stein trotz seiner
geringen Masse zerschmetternd wirkt. Fällt ein Stein durch einen 300
Meter tiefen Schacht, so hat er schließlich eine Geschwindigkeit von
ca. 76 Metern in der Sekunde erlangt, die doppelt so groß ist, als die
des heftigsten Orkans.
=124. Warum= muß man den Lauf einer Büchse nicht auf das Ziel selbst,
sondern auf einen etwas höher gelegenen Punkt richten, wenn man aus
weiter Entfernung schießt und das Ziel treffen will?
=Weil= die abgeschossene Kugel niemals in grader Linie fortfliegt,
sondern, da beständig die Zugkraft der Schwere auf sie wirkt,
allmählich in einem Bogen sich zur Erde herabsenkt. Eine Büchsenkugel,
die mit etwa 470 Meter Geschwindigkeit den Lauf verläßt, fällt auf eine
Schußweite von 48 Meter, die sie in 1/10 Sekunde durchfliegt, etwa um 4
Centimeter. Auf einen um ebenso viel über dem Ziel liegenden Punkt muß
daher auch visirt werden.
=125. Warum= bedient man sich ganz allgemein des Pendels zur Regelung
der Uhren?
=Weil= wegen der unveränderlichen Größe der Schwere an demselben Orte
der Erde die Schwingungen desselben Pendels in genau gleichen Zeiten
geschehen und diese gleichdauernden Schwingungen auf die Bewegung
des Räderwerks übertragen werden. Diese Uebertragung geschieht durch
einen an der Pendelstange befestigten Doppelhaken, die sogenannte
Hemmung, dessen Spitze abwechselnd in die Zähne eines Rades eingreifen
und dadurch bewirken, daß das Rad erst nach jeder vollendeten
Pendelschwingung um einen Zahn weiterrücken kann. Die Benutzung dieses
Pendels zur Regelung der Uhren rührt von dem holländischen Physiker
_Huyghens_ her, der im Jahre 1658 die erste Pendeluhr herstellte.
=126. Warum= pflegt eine Pendeluhr im Sommer nachzugehen?
=Weil= das Pendel in Folge der Ausdehnung durch die Wärme sich etwas
verlängert, das längere Pendel aber langsamer schwingt, und darum auch
der Gang des ganzen Uhrwerks, der durch die Pendelschwingungen regulirt
wird, ein langsamerer werden muß.
=127. Warum= muß man das Pendel einer Berliner Uhr am Aequator
verkürzen, wenn die Uhr richtig gehen soll?
=Weil= die Geschwindigkeit der Pendelschwingungen von der Schwerkraft
der Erde abhängt, die Schwerkraft aber wegen der Anschwellung der Erde
am Aequator hier schwächer wirkt als unter höheren Breiten, und die
Schwingungen des Pendels darum auch langsamer sein müssen. Damit sie
wieder schneller und den bei uns stattfindenden gleich werden, muß also
das Pendel etwas gekürzt werden. Ein Secundenpendel, d. h. ein Pendel,
das genau in jeder Sekunde eine Schwingung macht, hat bei uns (unter
52½ Grad Breite) eine Länge von 0,994 Meter, am Aequator aber eine
Länge von 0,991 Meter.
=128. Warum= wird ein Ball, den man an einen Faden bindet und,
nachdem man ihn schnell im Kreise geschwungen, losläßt, viel weiter
geschleudert, als wenn man ihn mit der Hand wirft?
=Weil= auf den am Faden geschwungenen Ball die Fliehkraft wirkt, die
bei dem Wurfe mit der Hand nicht thätig ist, und weil diese Fliehkraft
mit der Länge des Fadens und der Geschwindigkeit des Umschwungs wächst.
=129. Warum= spritzen die Räder eines schnell fahrenden Wagens?
=Weil= durch den schnellen Umschwung der Räder Fliehkraft erzeugt wird,
welche am stärksten am Umfange der Räder wirkt und hier die Adhäsion
der damit in Berührung kommenden Körper, wie der Wassertheilchen oder
des Straßenkoths, überwindet und diese Körper darum fortschleudert.
Auf derselben Erscheinung beruhen auch die verschiedenen
Centrifugalmaschinen, deren man sich zum Trocknen der Wäsche, zum
Ausschleudern des Honigs aus den Wachsscheiben, oder in Zuckerfabriken
zum Reinigen des Zuckers vom anhängenden Syrup bedient. Es sind im
Wesentlichen siebförmig durchlöcherte Trommeln, durch deren Oeffnungen
in Folge eines heftigen Umschwungs die Flüssigkeiten ausgeschleudert
werden, während die festen Körper -- die Wäsche, das Wachs, die
Zuckerkrystalle -- zurückbleiben.
=130. Warum= fließt aus einem mit Wasser gefüllten Glase, das man
in einen Reifen stellt, das Wasser nicht aus, wenn man diesen Reifen
schnell im Kreise schwingt, obgleich dabei die Oeffnung des Glases nach
unten gekehrt wird?
=Weil= die durch den Umschwung erzeugte Fliehkraft, die das Wasser
im Glase nach außen, also gegen den Boden des Glases treibt, der
Schwerkraft entgegenwirkt, und diese bei hinreichender Geschwindigkeit
des Umschwungs völlig überwunden wird. Man hat sogar sogenannte
Centrifugalfahrbahnen eingerichtet, welche einen senkrecht stehenden
Kreis bilden, so daß die darauf fahrenden Personen mit dem Kopf nach
unten zu stehen kommen. Der Wagen mit der darin sitzenden Person geht
zuerst in einer sehr steilen Bahn abwärts, bevor er in die Kreisbahn
kommt, damit er hinreichende Schwungkraft erlange. Denn je größer die
Geschwindigkeit, desto eher überwiegt die Centrifugalkraft das Gewicht
des Wagens und der darin sitzenden Person, und desto sicherer und
gefahrloser ist die Fahrt.
=131. Warum= muß ein Dampfwagenzug bei starken Krümmungen der Bahn
langsam fahren?
=Weil= mit der Geschwindigkeit die Schwungkraft wachsen würde, die
ein sich in solcher Krümmung bewegender Zug erlangt, und weil diese
Schwungkraft den Zug aus den Schienen schleudern würde, Um den
Wirkungen der Schwungkraft entgegenzutreten, legt man indeß an solchen
Krümmungen die äußere Schiene etwas höher als die innere und zwar um so
mehr, je stärker die Krümmung ist.
=132. Warum= flacht sich auf der Töpferscheibe eine weiche Thonkugel zu
einer Scheibe ab?
=Weil= durch die schnelle Umdrehung der Töpferscheibe alle Theilchen
der Thonkugel das Bestreben erhalten, sich nach außen zu entfernen,
und sie auch, wenn ihre Zusammenhangskraft nicht groß genug wäre,
hinweggeschleudert werden würden. Durch das Zusammenwirken der
Schwungkraft und der Cohäsionskraft werden die Theilchen gezwungen,
eine abgeplattete Kugel zu bilden, die bei großer Schnelligkeit der
Umdrehung fast die Form einer Scheibe annimmt. Auch die abgeplattete
Kugelgestalt unserer Erde wird einem früheren Flüssigkeitszustande
derselben und der Einwirkung der Axendrehung zugeschrieben.
Gleichgewicht und Bewegung flüssiger Körper.
Die flüssigen Körper unterscheiden sich von den festen
durch die größere Verschiebbarkeit ihrer Theile. Sie können
niemals wie diese eine ihnen eigenthümliche Gestalt besitzen,
sondern müssen die Form des Gefäßes annehmen, von welchem sie
eingeschlossen sind. Nur sehr kleine Flüssigkeitsmassen zeigen
das Bestreben, die Kugelform anzunehmen, und bilden Tropfen.
Größere Flüssigkeitsmassen stellen an ihrer Oberfläche eine
wagerechte Ebene dar.
[Illustration: Fig. 29.]
=133. Warum= steht Wasser oder irgend eine andere Flüssigkeit in zwei
Gefäßen gleich hoch, wenn diese so mit einander verbunden sind, daß die
Flüssigkeit frei aus dem einen in das andere treten kann?
=Weil= der Druck des Wassers in dem einen Gefäße genau so groß sein
muß, als der Druck des Wassers in dem andern, und dies nicht anders
der Fall sein kann, als wenn das Wasser in Beiden gleich hoch steht.
Da nämlich das Wasser, wie jeder andere Körper, das Bestreben hat, zu
fallen, bis es am weiteren Fallen gehindert wird, so würde, wenn das
Wasser in dem einen Gefäße höher stünde als in dem andern, Ersteres
auf das in der Verbindungsröhre befindliche Wasser einen größeren
Druck ausüben als das Wasser in dem andern Gefäße, in welchem es
niedriger stünde. Die Folge davon würde sein, daß das Wasser in dem
ersteren Gefäße so lange Wasser aus der Verbindungsröhre in das andere
Gefäß drängen würde, bis der Druck des Wassers in beiden Gefäßen auf
das Wasser in der Verbindungsröhre gleich wäre, d. h. das Wasser in
beiden Gefäßen gleich hoch stünde. So verbundene Gefäße nennt man
communicirende Gefäße (oder Röhren).
[Illustration: Fig. 30.]
=134. Warum= springt das Wasser aus der kürzeren von zwei
communicirenden Röhren heraus, wenn der Stand des Wassers in der
längeren höher als die kürzere Röhre ist?
=Weil= das Gleichgewicht des Wassers nicht hergestellt ist, so lange
das Wasser in der einen Röhre höher steht als in der anderen, und
der Druck des Wassers in der längeren Röhre daher so lange aus der
Verbindungsröhre in die kürzere drängen muß, bis es in beiden gleich
hoch steht. Da nun aber die Höhe der kürzeren Röhre nicht ausreicht,
um das Wasser zu fassen, so muß es nothwendig oben herausspringen
und zwar, wenn die Reibung an den Wänden der Röhre, an den Rändern
der Ausflußöffnung und der Widerstand der Luft nicht hinderlich
wären, genau so hoch, daß die Höhe des Wasserstrahles der Höhe des
Wasserstandes in der längeren Röhre gleichkäme.
=135. Warum= springt das Wasser aus den sogenannten Springbrunnen so
hoch empor?
=Weil= auch Springbrunnen nur communicirende Röhren sind, die
das Wasser aus höher gelegenen Behältern der tiefer gelegenen
Springbrunnenöffnung zuführen, und daher der Druck der gesammten
Wassermasse, welche sich über dem Niveau dieser Oeffnung befindet, das
Wasser hinaustreibt.
=136. Warum= kann man ein mit Wasser angefülltes, gehörig
verschlossenes Faß, in das man eine 6 bis 9 Meter lange Röhre
festkittet, und zwar so, daß sie mit dem Wasser im Fasse in Verbindung
steht, sprengen, sobald man in diese Röhre Wasser hineingießt?
=Weil= der durch das Wasser in der Röhre auf das im Fasse befindliche
Wasser verursachte Druck sich nicht nur den Wassertheilchen mittheilt,
die unmittelbar unter der Röhre liegen, sondern durch dieselben sich
auch gleichmäßig nach allen Richtungen auf alle darunter und daneben
befindlichen Theilchen fortpflanzt. Da nun das Wasser im Fasse keinen
Raum findet, wohin es, durch den Druck des Wassers der Röhre gedrängt,
ausweichen könnte, so muß es auf die Wände des Fasses drücken und
diese, wenn sie nicht stark genug sind, auseinandertreiben.
=137. Warum= zerspringen Flaschen, wenn sie mit Wasser oder Wein bis an
den Rand gefüllt sind, und man dann einen Kork auf die Mündung aussetzt
und mit einem leichten Schlage einzutreiben versucht?
=Weil= auch ein von außen geübter Druck nach allen Richtungen durch
die ganze Flüssigkeitsmasse sich fortpflanzt und daher auch auf die
Wände der Flasche wirkt, die ihrer Zerbrechlichkeit wegen einem solchen
Schlage nicht widerstehen können. Man muß daher beim Füllen von
Weinflaschen die Vorsicht üben, stets eine zollhohe Luftschicht über
dem Weine zu lassen, durch deren leichte Zusammendrückbarkeit jede
Gefahr beseitigt wird.
[Illustration: Fig. 31.]
=138. Warum= kann ein mit Wasser gefüllter Cylinder dadurch in drehende
Bewegung versetzt werden, daß man unten in der Nähe des Bodens mehrere
Röhren anbringt, die sämmtlich nach derselben Seite hin umgebogen sind,
und durch welche das Wasser ausfließt?
=Weil=, wenn das Wasser aus einer solchen umgebogenen Röhre ausfließt,
es nur auf die gegenüberstehende Wand einen Seitendruck ausübt, und
das Gefäß daher, wenn es beweglich ist, nach dieser Richtung hin
ausweichen muß. Da der Druck des ausfließenden Wassers bei allen diesen
Röhren nach derselben Richtung wirkt, so muß eine Drehung des Gefäßes
erfolgen. Darauf beruht das sogen. _Segner_'sche Wasserrad. (Fig. 31.)
[Illustration: Fig. 32.]
=139. Warum= ist der Druck des Wassers auf den Boden in zwei Gefäßen,
von denen das eine sich nach oben erweitert, das andere nach oben
verengt, doch völlig gleich, wenn beide eine gleichgroße Bodenfläche
haben und in beiden das Wasser gleich hoch steht? (Fig. 32.)
[Illustration: Fig. 33.]
=Weil= bei der Verschiebbarkeit der Flüssigkeitstheilchen jedes
Theilchen nicht blos nach unten, sondern auch nach allen Seiten drückt,
jedes Theilchen an der Bodenfläche daher den gleichen Druck erleiden
muß, und der Gesammtdruck auf die Bodenfläche darum nicht von der
Menge der vorhandenen Flüssigkeit, sondern nur von der Höhe derselben
und von der Größe der Bodenfläche abhängen kann. Der Druck auf den
Boden eines Gefäßes ist also unter allen Umständen dem Gewicht einer
Flüssigkeitssäule gleich, welche den Boden zur Grundfläche und die Höhe
des Flüssigkeitsspiegels zur Höhe hat. Daraus geht hervor, daß man
mit einer kleinen Wassermasse einen bedeutend größeren Druck ausüben
kann, als das Gewicht der Wassermasse beträgt. Man macht davon bei
der _Real_'schen Presse (Fig. 33) zum Auspressen von Pflanzensäften
Gebrauch, indem man in ein oben verschlossenes starkwandiges Gefäß eine
sehr dünne Röhre einkittet, und diese mit Wasser füllt. Der Druck ist
dabei so stark, als ob das Gefäß selbst die ganze Höhe der Röhre hätte
und mit Wasser gefüllt wäre.
=140. Warum= werden leere Flaschen, die man in bedeutende Meerestiefe
hinabsenkt, zerdrückt oder mit Wasser gefüllt?