Wie funktionieren Saugnäpfe?

Mein Mitbewohner und ich haben Probleme, uns auf die Funktionsweise von Saugnäpfen zu einigen.

Vermutlich ist der Umgebungsluftdruck das Einzige, was den Saugnapf am Objekt hält.

Beim Anheben eines Objekts mit einem Saugnapf (oder einer starren Kammer mit herausgepumpter Luft):

  • Da der Saugnapf nicht physisch am Objekt befestigt ist, kann er keine Kraft aufbringen, um es anzuheben.
    Wie hebt das Ziehen das Objekt tatsächlich an?

  • Was bestimmt, wie viel Gewicht gehoben werden kann?

  • Wenn das Objekt den Boden berührt (also keine Luft darunter ist), kann es dann angehoben werden? Wenn nein, lässt sich der Saugnapf durch Ziehen lösen?

  • Warum funktioniert ein gummiartiger Saugnapf in der Praxis besser als ein starrer Gegenstand (z. B. ein umgedrehter Glasbecher)?

  • Innerhalb einer starren Kugelschale (Schwerkraft zum Zentrum) kann vermutlich mit einem Saugnapf eine Masse aufgehängt werden.

    Dennoch wirkt der Luftdruck nahezu gleichmäßig auf die Kugel. Wie wird die Gravitationskraft auf die Masse ausgeglichen, damit sich das gesamte System nicht bewegt?

Antworten (3)

Ich denke, dieses Bild deckt das Wesentliche ab. Sie benötigen Gummi oder Kunststoff, ein versandfähiges Material, das sich flachdrückt, wenn es gegen das Objekt gedrückt wird, aber beim Loslassen wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehren möchte.

Stellen Sie sich vor, Sie messen beim Messen des Gewichts eines Objekts den Druck um es herum. Wenn Sie unten mehr Luftdruck haben als oben, wiegt das Objekt weniger und der Saugnapf erzeugt eine Tasche mit niedrigem Luftdruck auf dem Objekt, das er anhebt.

http://www.wired.com/images_blogs/wiredscience/2013/08/drawings_spring_12key.jpg

Quelle: http://www.wired.com/2013/08/how-strong-are-the-suction-wheels-in-bad-piggies/

Wenn sich das Objekt auf dem Boden befindet, ist der Luftdruck immer noch da, es sei denn, es ist vakuumversiegelt, da Dolinen oder Schlamm manchmal eine Vakuumversiegelung erzeugen und es sehr schwierig machen, Dinge anzuheben - etwa wie auf diesem Bild. Es ist nicht so, dass die Stiefel und der Schlamm so schwer sind, es ist die Vakuumdichtung, die das Anheben der Stiefel erschwert. Gäbe es unter auf dem Boden liegenden Gegenständen keinen Luftdruck, wäre alles enorm schwer.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Saugnäpfe funktionieren also nicht im Vakuum. Das bedeutet im Grunde, dass Sie einen 100% leeren, geschlossenen Ballon im Vakuum aufblasen könnten, indem Sie einfach Teile davon nach außen ziehen. Es fühlt sich fast so an, als würde man selbst Raum schaffen, aber es tut nur das Gleiche, was Gas tun würde: Drücken.
@Gamnamno Ja, ich denke, das ist richtig. Ein versiegelter, leerer Ballon auf dem Mond, man könnte ihn groß ziehen oder platt drücken. Daran hatte ich noch nie gedacht, aber das stimmt. Es würde kein Druck vorhanden sein, um zu verhindern, dass es in ein größeres Volumen gezogen wird.

Saugnäpfe funktionieren, indem sie einen niedrigeren Luftdruck im Inneren des Bechers und mehr auf der Außenseite haben. Die Stärke eines Saugnapfs hängt sowohl vom Luftdruckunterschied zwischen der Außenseite und dem Inneren des Saugnapfs als auch von der Fläche ab, die der Saugnapf bedeckt. Wenn die zum Anheben eines Objekts aufgebrachte Kraft diesen Betrag überschreitet, löst sich der Saugnapf.

Wenn der Saugnapf nach unten drückt, drückt er die gesamte Luft heraus, wodurch ein Bereich mit niedrigem Druck entsteht und der Becher angesaugt wird. Wenn Sie den Becher anheben, dehnt sich der Bereich im Inneren des Bechers aus und der Bereich mit niedrigem Druck dreht sich leicht in Richtung Hochdruck der etwas Luft rauslässt. Die Luft geht weiter, bis der Niederdruck vollständig in Hochdruck umschlägt und sich der Becher vom Objekt löst. Das ist meine Theorie/Erklärung.

Wie funktionieren Saugnäpfe?
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