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Guten Abend, das ist eine Standartaufgabe zum Thema Auftrieb und Dichte. Der Merksatz lautet: Die Auftriebskraft entspricht der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit. Schwimmen bedeutet, dass die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft ist. $F_G = F_A$
1) Also gilt in Süßwasser: $F_G = F_A = \rho_{süß} \cdot \frac{2}{3}V \cdot g$ Da die Dichte von Süßwasser bekannt ist ($\rho_{süß} = 1 \frac{g}{cm^3}$) kannst du folgende Gleichung aufstellen
(mit $F_G = M \cdot g = \rho_{Klotz} \cdot V \cdot g$) folgt:
$\rightarrow \rho_{Klotz} \cdot V \cdot g = \rho_{süß} \cdot \frac{2}{3}V \cdot g$ Also kannst du sofort die Dichte des Holzklotzes berechnen.
2) In Öl gilt: $F_G = F_A = \rho_{Öl} \cdot \frac{9}{10}V \cdot g$.
Da die Gewichtskraft sich ja nicht verändert, kannst du die beiden rechten Seiten gleichsetzen. Dort ist nur die Dichte des Öls unbekannt. Die Dichte von Süßwasser ist nämlich wie oben $\rho_{süß} = 1 \frac{g}{cm^3}$ Also kannst du die Dichte des Öls ausrechnen.
Ich hoffe, ich konnte dir helfen. Hier noch eine gute Animation zum Thema Auftrieb und Dichte. https://phet.colorado.edu/de/simulations/density
Und ich habe dir zwei Videos von meinem Kanal vorgeschlagen, was gut zu diesem Thema passt.
Wenn es dir weiterhilft, dann freue ich mich über einen Kommentar :-)) Herzlichen Dank. Beste Grüße, Max Metelmann
1) Also gilt in Süßwasser: $F_G = F_A = \rho_{süß} \cdot \frac{2}{3}V \cdot g$ Da die Dichte von Süßwasser bekannt ist ($\rho_{süß} = 1 \frac{g}{cm^3}$) kannst du folgende Gleichung aufstellen
(mit $F_G = M \cdot g = \rho_{Klotz} \cdot V \cdot g$) folgt:
$\rightarrow \rho_{Klotz} \cdot V \cdot g = \rho_{süß} \cdot \frac{2}{3}V \cdot g$ Also kannst du sofort die Dichte des Holzklotzes berechnen.
2) In Öl gilt: $F_G = F_A = \rho_{Öl} \cdot \frac{9}{10}V \cdot g$.
Da die Gewichtskraft sich ja nicht verändert, kannst du die beiden rechten Seiten gleichsetzen. Dort ist nur die Dichte des Öls unbekannt. Die Dichte von Süßwasser ist nämlich wie oben $\rho_{süß} = 1 \frac{g}{cm^3}$ Also kannst du die Dichte des Öls ausrechnen.
Ich hoffe, ich konnte dir helfen. Hier noch eine gute Animation zum Thema Auftrieb und Dichte. https://phet.colorado.edu/de/simulations/density
Und ich habe dir zwei Videos von meinem Kanal vorgeschlagen, was gut zu diesem Thema passt.
Wenn es dir weiterhilft, dann freue ich mich über einen Kommentar :-)) Herzlichen Dank. Beste Grüße, Max Metelmann
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max.metelmann
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Guten Abend, Obacht geben!!!! Das geht nicht! Bzw. das geht nur, wenn du die Massen kennst.
Denn in deiner Rechnung kürtzt du ja im ersten Schritt durch m.
ABER: links steht die Masse des verdr. Wassers und rechts steht die Masse des Klotz. Und diese sind ja überhaupt nicht notwendigerweise gleich.
Deswegen ist es immer besser über die Kräfte zu gehen. Denn die sind beim Schwimmen ja gleich groß. ─ max.metelmann 14.12.2022 um 21:48
Denn in deiner Rechnung kürtzt du ja im ersten Schritt durch m.
ABER: links steht die Masse des verdr. Wassers und rechts steht die Masse des Klotz. Und diese sind ja überhaupt nicht notwendigerweise gleich.
Deswegen ist es immer besser über die Kräfte zu gehen. Denn die sind beim Schwimmen ja gleich groß. ─ max.metelmann 14.12.2022 um 21:48
Alles klar danke sehr. Aber das Ergebnis ist das gleiche oder? Ich hatte im Kopf, dass Ein Körper nur sein eigenes Gewicht verdrängen kann.
─
usera7c0b6
14.12.2022 um 21:52
Das Ergebnis passt: Die Dichte des Klotzes ist ja wie oben gut zu sehen: $\rho_{Klotz} = \frac{2}{3} \rho_{Süß} = 0,666 \frac{g}{cm^3}$
─
max.metelmann
14.12.2022 um 22:15
Jawoll. Vielen vielen Dank für Ihre Hilfe und einen schönen Abend noch! :)
─
usera7c0b6
14.12.2022 um 22:17
Danke für die Antwort.
Zu 1): Kann ich auch den Ansatz nehmen, dass das Volumen des verdrängten Wassers dem Volumen des unter Wasser liegenden Teil des Klotzes ist? Dann würde ich nämlich die beiden Formeln V_verdrängtesWasser=m/Dichte_Wasser und V_Klotzunterwasser = 2/3 V_Klotz = 2/3 * m/Dichte_Klotz gleichsetzen.
Also:
m/Dichte_verdräntesWasser = 2/3 * m/Dichte_Klotz |:m
1/Dichte_verdräntesWasser = 2/3 * 1/Dichte_Klotz |Kehrwert
Dichte_verdräntesWasser = 3/2 *Dichte_Klotz |*2 |:3
2/3 * Dichte_verdräntesWasser = Dichte_Klotz
Und damit: Dichte_Klotz=666kg/m^3
Geht das?
Gruß
David
─ usera7c0b6 14.12.2022 um 21:23