Physik verstehen 2, Schülerbuch

78 3 Der Auftrieb in ruhender Luft 1. Wann steigt ein Ballon in die Lüfte? Die Tragkraft des Ballons (Abb.78.1)  E1 Stelle ein Gläschen auf eine genaue Waage und stelle sie auf 0g ein. Hänge einen Heliumballon an das Gläschen. Teilst du den abgelesenen Wert durch 100, so erhältst du den Wert der Tragkraft des Ballons in N. Ein mit Helium gefüllter Ballon steigt in der Luft auf. Wie für ein Stück Holz, das unter Wasser losgelassen wird (  Seite 59), gilt für ihn das „archimedische Prinzip“ des Auftriebs: Ein Körper hat in der Luft genauso viel Auftriebskraft, wie das Gewicht der von ihm verdrängten Luft beträgt. Die Auftriebswaage („Dasymeter“ nach Otto von Guericke, Abb.78.2)  E1 An einer kleinen Waage hängen eine Styroporkugel und ein kleines Gegengewicht. Die Waage ist in der Luft ausgeglichen. a) Stelle die Waage unter eine Vakuumglocke und sauge die Luft ab. Die große Kugel senkt sich, da auf sie der Auftrieb der Luft nicht mehr wirkt. b) Stelle die Waage in eine große Glaswanne (zB Aquarium) und fülle diese mit Kohlenstoffdioxid. Die Kugel hebt sich, da sie nun einen größeren Auftrieb hat als in der Luft. Ein Ballon steigt in der Luft auf, wenn das Gewicht des gesamten Ballons geringer ist als das Gewicht der von ihm verdrängten Luft. Das kann nur erreicht werden, wenn das Füllgas pro m³ wesentlich leichter als Luft ist. Geeignete Füllgase sind Wasserstoffgas, Helium und Heißluft. Schwimmende Seifenblasen (Abb.78.3)  E1 Fülle eine große Glaswanne mit Kohlenstoffdioxid. Blase Seifenblasen in die Luft, die von oben in die Wanne fallen sollen. Die mit Luft gefüllten Blasen schwimmen am dichteren Kohlenstoffdioxid-See. Mit heißer Luft (Abb.78.4)  E1 Hänge zwei Kaffeefilter an eine in der Mitte drehbar aufgehängte Holz­ leiste. Entzünde unter einer Filtertüte eine Kerze. Die warme Luft hat eine geringere Dichte als kühle Luft und fängt sich im Filter. Er steigt nach oben. 78.5 Heißluftballons V1 78.1 Die Tragkraft des Ballons V2 78.2 Die Auftriebswaage V3 78.3 Schwimmende Seifenblasen V4 78.4 Mit heißer Luft Der Auftrieb in der Luft ist gleich groß wie das Gewicht der Luft, die ein Körper verdrängt. Ein Ballon steigt auf , wenn die von ihm verdrängte Luft schwerer ist als er selbst. M 78.6 Wetterballons sind mit Helium oder Wasserstoff gefüllt.  Arbeitsheft-Seite 46–47 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv