Vom Lehrer werden Ihnen zwei Experimente vorgeführt. Dabei werden zwei Körper gleichen Volumens in eine Flüssigkeit gegeben.
1.1
Beobachten Sie jeweils das Verhalten des Körpers.
Notieren Sie Ihre Beobachtungsergebnisse.
1.2 Erklären
Sie beide Beobachtungsergebnisse.
Betrachten Sie dabei die wirkenden Kräfte am Körper 1 und am Körper 2.
1.3 Einer der
Körper soll in der Flüssigkeit schweben.
Überlegen Sie, welche Veränderungen im Experiment vorgenommen werden müssten, damit der
Körper schwebt.
Beschreiben Sie eine Möglichkeit.
Begründen Sie.
Lösung Aufgabe 1 Mechanik der Flüssigkeiten und Gase
(Bitte beachten Sie den Hinweis am Ende der Seite)
1. 1 Körper
1: Der Körper sinkt in der Flüssigkeit auf den Boden des Gefäßes.
Körper 2: Der Körper taucht kurz in die Flüssigkeit
ein und schwimmt anschließend an der Oberfläche.
1. 2 Taucht man
einen Körper in eine Flüssigkeit ein, so wirkt der Gewichtskraft des Körpers die
Auftriebskraft entgegen, die zu einer scheinbaren Verringerung der Gewichtskraft des
Körpers führt. Die Auftriebskraft ist gleich der Gewichtskraft der verdrängten
Flüssigkeit (Gesetz des Archimedes).
Die Gewichtskraft von Körper 1 ist größer als die Auftriebskraft, die der Körper
erfährt. Deshalb ist die Gesamtkraft des Systems nach unten gerichtet.
Körper 2 schwimmt an der Oberfläche. Also ist die Auftriebskraft,
die der Körper erfährt, genau so groß wie seine Gewichtskraft.
Der Körper schwimmt..
1. 3 Ein Körper, der vollständig eingetaucht ist, schwebt in einer Flüssigkeit, wenn die Gewichtskraft des Körpers und die an ihm wirkende Auftriebskraft gleich groß ist. Man müsste zum Beispiel die Masse von Körper 1 so verringern, dass seine Gewichtskraft genau so groß ist wie die Auftriebskraft, die Körper 1 erfährt. Da das Volumen des eingetauchten Körpers und das der verdrängten Flüssigkeit gleich sind, sind auch die Dichten vom Körper und der Flüssigkeit entscheidend. Man könnte also die Dichte der Flüssigkeit vergrößern, zum Beispiel durch Hinzugeben von Salz, bis sie den gleichen Wert hat wie die Dichte des Körpers.
Hinweis: Die vorliegenden Lösungen sind Musterlösungen des jeweiligen Autors und keine offiziellen Lösungen des Sächsischen Staatsministeriums für Kultus. Der Autor garantiert nicht für die Vollständigkeit und Richtigkeit der vorliegenden Lösung.