Prisma Physik 2, Schulbuch

Geheimnisvolle Kräfte sicher hast du im schwimmbad auch schon einmal festgestellt, dass du dich im Wasser viel „leichter“ fühlst (  b1). du kannst die Kräfte messen, die auf einen Körper in der luft und im Wasser wirken (  b3). dazu befestigst du einen Körper, z. b. einen stein, an einem Kraftmesser und notierst die angezeigte Gewichtskraft. tauchst du nun diesen stein vollständig ins Wasser, zeigt der Kraftmesser weniger an. es wirkt demnach im Wasser eine Kraft auf den stein, die der Gewichtskraft ent- gegen gerichtet ist. diese Kraft nennt man Auftriebskraft F A . Auf jeden Körper im Wasser wirkt eine Auftriebskraft F A . sie ist immer nach oben gerichtet. Erstaunliches nimm nun einen kleinen bleiwürfel, der dieselbe masse hat wie der stein. sein vo- lumen ist viel kleiner als das volumen des steins. Wenn du diesen Würfel ins Wasser tauchst, wirst du feststellen, dass die Auf- triebskraft kleiner ist. Also hängt die Auf- triebskraft nicht von der Gewichtskraft, sondern vom volumen des eingetauchten Körpers ab. dies entdeckte der naturfor- scher A rChimedes (287–212 v.Chr.). Archimedes experimentierte A rChimedes stellte fest, dass die Auftriebs- kraft so groß ist wie die Gewichtskraft des Wassers, das ein Körper beim eintauchen in ein Gefäß verdrängt. diese entdeckung heißt archimedisches Gesetz . die Auftriebskraft, die auf einen Körper im Wasser wirkt, ist genauso groß wie die Gewichtskraft der vom Körper ver- drängten Flüssigkeit. Sinken – Schweben – Steigen – Schwimmen Wenn ein Körper vollständig in Wasser eintaucht, dann wirken immer zwei Kräf- te: nach unten wirkt die Gewichtskraft F G des Körpers, nach oben die Auftriebs- kraft F A . ist die nach unten gerichtete Gewichts- kraft größer, sinkt der Körper. sind beide Kräfte gleich groß, so schwebt der Körper immer in der gleichen tiefe. ist dagegen die nach oben gerichtete Auftriebskraft größer, dann steigt der Körper. er taucht aus dem Wasser auf, bis er so weit her- ausragt, dass die Auftriebskraft genauso groß ist wie die Gewichtskraft. der Körper schwimmt (  b2). Auftrieb und Dichte ob ein Würfel in Wasser sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt, kann man auch an seiner dichte feststellen. Würfel aus stoffen, deren dichte größer ist als die von Wasser, sinken ab. ist die dichte des stof- fes gleich der dichte von Wasser, schwebt der Würfel, ist sie kleiner, steigt er auf. Warum aber schwimmen dann schiffe aus eisen, obwohl die dichte von eisen fast 8- mal so groß wie die von Wasser ist? der schiffskörper besteht nicht vollstän- dig aus eisen, sondern enthält mit luft ge- füllte hohlräume. dadurch wird das volu- men sehr groß und die mittlere dichte des schiffes kleiner als die dichte des Wassers. Aufgabe  schlage die dichten von Blei, holz und Öl nach. Gib an, welcher dieser stoffe in wasser sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt. 2 wenn ein schiff vom meer (salzwasser) in einen Fluss fährt (süßwasser) – taucht es dann mehr oder weniger tief ein? (hinweis: schau dir versuch 1 an!) Versuch   a) Gib ein ei in ein wassergefülltes Becherglas. wie verhält sich das ei? Gib nun portionsweise salz ins wasser und rühre jedesmal gut um. schaffst du es, gerade so viel salz zuzugeben, dass das ei schwebt? b) was passiert, wenn du nun weiter salz ins wasser gibst? Beschreibe deine Beobachtung und versuche, sie zu erklären. F G F G F a 3 die auftriebskraft F a wirkt nach oben, ent- gegen der Gewichts- kraft F G .  hier wirken auftriebskräfte. 2 sinken, schweben, steigen und schwimmen � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � Der Auftrieb Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verlags öbv