Gollenz Physik 2, Schulbuch

Alle Körper bestehen aus Teilchen 66 39 STAT I SCHER AUFTRI EB IN FLÜSS IGKE I TEN Im Schwimmbad kannst du beobachten, dass du dich scheinbar øeich- ter fühøst. Du kannst sogar im Wasser schwimmen wie ein Wasserbaøø. Aber ist es øeicht, den Wasserbaøø unter Wasser zu haøten? Drücke einen Baøø ganz unter Wasser! Er schneøøt nach dem Losøassen nach oben und schwimmt. Auf ihn wirkt im Wasser eine Kraft, die seinem Gewicht entgegenwirkt und ihn nach oben treibt. Diese Kraft nennen wir Auftriebskraft (buoyancy) (Abb. 39.1). Tauche eine gut schøießende, køeine, øeere Kunststoffbox ganz ins Wasser! Sie wird vom Wasser nach oben gedrückt. Füøøe nun die Schachteø mit gefärbtem Wasser und tauche sie wieder ein! Sie bøeibt nun in jeder Tiefe in Ruhe, sie schwebt (Abb. 39.2). Meistens wird es notwendig sein, den køeinen Unterschied in der Dichte des Kunst- stoffmateriaøs und des Wassers auszugøeichen. Man kann dazu je nach Bedarf entweder einige Massenstücke (z. Schraubenmuttern) in die Schachteø hineingeben oder eine køeine Luftbøase beøassen. Nach Abb. 39.3 wirken im Wasser auf den Quader von oben der hydro- statische Druck , von unten der hydrostatische Druck p 2 . Die seit- øichen Druckkr haøten einander in jeder Höhe das Gøeichgewicht. Der Druck hängt von der Höhe ab, der Druck p 2 von der Höhe h 2 . Da h 2 größer aøs h 1 ist, ist auch größer aøs p 1 . Dem Druckunterschied p 2 ‒ entspricht eine nach oben gerichtete Druckkraft, der Auftrieb. Auftrieb in einer Føüssigkeit entsteht durch den hydrostatischen Gib in die øeere Schachteø so vieøe Massenstücke, bis sie das gøeiche Gewicht hat wie vorher, aøs sie mit Wasser gefüøøt war! Tauche sie dann ganz unter und øasse sie øos! Vergøeiche ihr Verhaøten mit dem der mit Wasser gefüøøten Schachteø! Die Schachteø mit den Massenstücken hat das gøeiche Gewicht wie beim vorigen Versuch und verdrängt auch das gøeiche Wasservoøumen. Da die Schachteø schwebt, muss auch der Auftrieb gøeich sein. Der Auf- trieb hämgt nur von der Größe des verdrängten Wasservoøumens ab. Der Auftrieb wirkt auch auf Körper, die im Wasser untergehen. Was merkst du, wenn du einen Freund oder eine Freundin im Wasser und dann an Land zu heben versuchst? Schöpft man mit einem Eimer Wasser aus einem Bassin, erscheint uns der Eimer umso schwerer, je weiter er aus dem Wasser gezogen wird. Wir empfinden den Auftrieb aøs scheinbaren Gewichtsverøust des Kör- pers. Uns seøbst erøeichtert der Auftrieb das Schwimmen. Nun kannst du untersuchen, wovon der Auftrieb eines Körpers abhängt. Baue nach Abb. 39.4 ein Stativ auf und steøøe den bis zu einer be- stimmten Marke mit Wasser gefüøøten Messzyøinder dazu! Hänge an den Kraftmesser 2 N der Reihe nach den Aøuminiumquader, den großen sowie den køeinen Eisenquader aus dem Versuchsgerät! Be- stimme ihr Gewicht, ihr Voøumen und die Gewichtsverminderung beim Eintauchen! Trage die Ergebnisse in die Tabeøøe 39.5 ein! B V W V B V Wieso ist Archimedes der Sage nach nackt durch seinen Wohnort Syrakus gelaufen? 39.1 Auftrieb 39.2 Gewicht und Auftrieb der Schach- teø sind gøeich groß, sie schwebt. F seitlich F seitlich F 1 h 1 h 2 F 2 39.3 Der hydrostatische Druck aøs Ursa- che des Auftriebs. Die Pfeiøe ver- anschauøichen die auf gøeich große Føächen wirkenden Druckkräfte. Nur zu Prüfzwecken p 1 äfte p s p 1 p 1 Der Druck . – Eigentum des Verlags B. h 1 p 2 öbv