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Der Auftrieb - das
Archimedessche Prinzip |
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Jeder hat sicher
schon einmal versucht, den "toten Mann" auf dem Wasser zu spielen.
Dabei legt man sich "auf das Wasser", streckt die Arme zu Seite und
versucht, Mund und Nase über Wasser zu halten. Wie gelingt das
eigentlich? - Klar, ihr nutzt die Wasserverdrängung eures Körpers
aus.
Doch Warum
gelingt euch der "Tote Mann" auf der Nord- oder Ostsee, dem
Mittelmeer oder einem der Ozeane besser als auf dem heimischen See?
Die
nebenstehenden Bilder zeigen das Tote Meer in Israel. Hier gelingt
es sogar auf dem Wasser Zeitung zu lesen. Achtet mal darauf, wie
weit Rumpf, Arme und Beine aus dem Wasser ragen. Gelingt euch das
auf dem Bullensee? ... |
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... Natürlich
nicht!!! Die Lösung
seht ihr auf dem zweiten Bild. Das Tote Meer hat einen sehr hohen
Salzgehalt, der im oberen Teil ca. 30 % und im unteren Teil über 33%
beträgt.
Salz ist
schwerer als Wasser. Löst sich das Salz im Wasser, so wird auch das
Salzwasser mit zunehmender Salzkonzentration bei gleichem Volumen
schwerer.
Nach dem
Archimedeschen Prinzip ist der Auftrieb, den ein Körper erfährt, so
groß ist wie die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit. Somit
steigt bei gleicher verdrängter Flüssigkeitsmenge auch die
Auftriebskraft. Deshalb taucht der
gleiche Körper in Flüssigkeiten mit verschiedener Dichte auch
unterschiedlich weit ein. |
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"Ein an
einer Waage hängender Körper wird in eine Flüssigkeit eingetaucht
und erhält dadurch einen Auftrieb, d.h. er wird leichter.
Nicht nur
Flüssigkeiten verursachen einen Auftrieb, sondern auch Gase. Jeder
Körper wiegt in Luft weniger als im Vakuum." |
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... in Arbeit |
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F
Video zur Waage (.rm , 94kB) |
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F
Video Krone (.rm , 114 kB) |
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Wie entsteht der Auftrieb? |
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... in Arbeit |
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FA = F2 - F1 |
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Das
Archimedesche Prinzip |
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Der Auftrieb, den ein
Körper in einer Flüssigkeit erfährt, ist so groß wie die
Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeitsmenge.
Gleiches gilt auch in Gasen. |
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Auch in der Luft erfährt
ein Körper eine Auftriebskraft, da ja auch die Luft eine Masse und
somit eine Gewichtskraft hat. Nebenstehender Link führt euch zu
einem Video.
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F Video Auftrieb
in Luft (.rm, ...) |
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Der Glaskörper und das
Messingstück ziehen unter normalem Luftdruck mit der gleichen
resultierenden Kraft an den Hebelarmen der Waage. Der Glaskörper hat
jedoch ein wesentlich größeres Volumen. Somit der fährt der
Glaskörper auch die größere Auftriebskraft.
Wird der Raum evakuiert,
dann verdrängen beide Körper, Glaskolben und Massestück weniger
Luftteilchen. Der Auftrieb, den beide Körper erfahren, sinkt und
erreicht im Vakuum den Wert 0 N.
Da der Glaskörper im
Gleichgewicht die größere Auftriebskraft erfahren hat, muss er die
größere Gewichtskraft haben.
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F
Link zur Geschichte des Archimedes
(LEIFI) |
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