Physik verstehen 2, Schülerbuch

58 3  Arbeitsheft-Seite 32–33 Der Auftrieb in Flüssigkeiten 1. Wieso verliert ein Körper im Wasser scheinbar an Gewicht? Die Blumentopfwaage (Abb. 58.1)  E1 Hänge zwei gleiche Blumentöpfe an die Enden eines beweglichen Balkens, sodass der Balken waagrecht steht. Tauche einen Topf in ein Gefäß mit Wasser. Kaum ist der eine Topf etwas im Wasser, scheint er leichter zu werden. Auf einen ins Wasser getauchten Körper wirkt eine Kraft, die der Gewichtskraft des Körpers entgegengerichtet ist. Sie verursacht den scheinbaren Gewichts­ verlust des Körpers und wird Auftriebskraft oder kurz Auftrieb genannt. Der Gewichtsverlust ist scheinbar, weil sich an der Anziehungskraft zwischen dem Körper und der Erde nichts ändert. Auftriebsmessung (Abb. 58.3)  E1 Miss das Gewicht eines Steins mit einem Kraftmesser. Tauche den Stein dann vollständig in ein Glas mit Wasser. Unabhängig von der Eintauchtiefe zeigt der Kraftmesser nun ein geringeres Gewicht an. Der Unterschied zwischen dem Gewicht an der Luft und dem Gewicht in Wasser ist der Auftrieb. Auf einen untergetauchten Körper wirkt von allen Seiten ein Wasserdruck . Die Seitenkräfte sind in gleicher Höhe gleich groß und heben einander auf. Der Druck von oben auf den Körper ist geringer als von unten. Daher bleibt eine nach oben gerichtete Restkraft, der Auftrieb, übrig (Abb. 58.4). 2. Wovon hängt die Größe der Auftriebskraft in einer Flüssigkeit ab? Ball unter! (Abb. 58.5 und 58.6)  E1 Tauche (luftgefüllte) Bälle verschiedener Größe in einer mit Wasser gefüllten Wanne (oder in einem Kübel) ganz unter. Je größer der Ball ist, desto schwerer ist es, ihn ganz unterzutauchen. Je mehr Volumen ein Körper hat, desto größer ist seine Auftriebskraft. V1 58.1 Die Blumentopfwaage 58.2 Ein Stein ist unter Wasser scheinbar leichter. V2 58.3 Auftriebsmessung 4,1 N 2,5 N Auf einen in eine Flüssigkeit eingetauchten Körper wirkt eine Auftriebs- kraft , die dem Gewicht des Körpers entgegenwirkt. Sie entsteht dadurch, dass auf den Körper von unten eine größere Druckkraft wirkt als von oben. M Druckkraft von oben Druckkraft von unten Restkraft = Auftrieb 58.4 Die Entstehung des Auftriebs V3 58.5 Ball unter! Ein kleiner Ball lässt sich leichter unter Wasser halten … 58.6 … als ein großer Ball. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv