44 13.3 Enten und Himmelslaternen Dichte und Auftriebskraft Hier geht es um die Auftriebskraft. Diese ist dafür verantwortlich, dass du im Wasser schwimmst und ein Heliumballon fliegen kann. Hänge an eine Federwaage ein Objekt und tauche dieses in ein Gefäß mit Wasser. Was wird mit der Anzeige passieren? Was wird mit dem Wasserstand passieren? Was passiert, wenn du verschiedene Materialien verwendest, etwa Metall oder Holz? Überlege zuerst und überprüfe dann deine Vermutung. Welche Schlüsse kannst du aus dem Ergebnis ziehen? Bastle dir eine Teebeutelrakete! Gehe dazu Schritt für Schritt so vor, wie in B 13.26 dargestellt. Zünde den Beutel im Beisein eines Erwachsenen an. Begründe, warum die Rakete abhebt. B 13.26 Eine Teebeutelrakete hebt ab. 1 L Versuche zu begründen, wie es möglich ist, dass ein riesiges Schiff schwimmt, obwohl es doch ganz aus Metall ist! B 13.27 Wieso schwimmt ein Schiff aus Metall? B 13.25 A 10 A 11 TEEBEUTEL AUFSCHNEIDEN, AUSLEEREN UND ZYLINDER FORMEN ZYLINDER AUFSTELLEN UND ANZÜNDEN AUFSTEIGENDE LUFT DER BEUTEL HEBT AB, KURZ BEVOR ER GANZ ABGEBRANNT IST A 12 Wenn du ein Objekt ins Wasser tauchst, steigt der Wasserspiegel und die Anzeige an der Federwaage sinkt ( A10 ). Wenn der Gegenstand schwimmt, sinkt die Anzeige sogar auf null ab (B 13.28 a). Das hat mit der Auftriebskraft zu tun, die immer dann entsteht, wenn man etwas ins Wasser taucht. Besonders gut kannst du den Effekt nachvollziehen, wenn du ein schwimmendes Objekt, sagen wir einen Wasserball hernimmst. Der Wasserspiegel steigt, aber das Wasser wird von der Gravitationskraft nach unten gezogen. Es „wehrt“ sich gewissermaßen gegen das Eintauchen. Dadurch entsteht eine nach oben gerichtete Kraft, die du spüren kannst: die Auftriebskraft FA. Eingetauchte Objekte werden scheinbar leichter! Die Größe der Auftriebskraft entspricht dem Gewicht des verdrängten Wassers. Die Auftriebskraft hängt vom Volumen des eingetauchten Objekts ab. Nehmen wir an, du tauchst einen Würfel mit einer Seitenlänge von 10 cm ins Wasser. Dabei wird 1 Liter Wasser verdrängt. Dieser Liter Wasser hat eine Masse von 1 kg und eine Gewichtskraft von 10 N. Daher entsteht eine Auftriebskraft von 10 N. Alle im Wasser befindlichen Objekte werden durch die Auftriebskraft leichter, weil diese gegen die Gewichtskraft wirkt (B 13.28). Deshalb trainieren Astronautinnen und Astronauten auch unter Wasser, um Schwerelosigkeit zu simulieren (B 13.29). B 13.29 Simulierte Schwerelosigkeit unter Wasser B 13.28 Kräfte beim Eintauchen in eine Flüssigkeit: a) Das Objekt schwimmt; b) das Objekt geht unter Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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