45 13 Newton und der Apfel B 13.30 Wie sich ein Objekt im Wasser verhält, hängt von seiner Dichte ab und somit von Auftriebskraft und Gewichtskraft. Ob ein Objekt schwimmt oder nicht, hängt von seiner Dichte im Vergleich zum Wasser ab (B 13.30). Unter Dichte versteht man die Masse pro Volumen (siehe T 13.1 und T 13.2). Wasser hat zum Beispiel eine Dichte von 1000 kg/m3 beziehungsweise 1 g/cm3. Alles, was eine geringere Dichte hat, schwimmt daher im Wasser. Warum? Weil die Auftriebskraft dann die Gewichtskraft ausgleichen kann. Schwimmende Objekte tauchen genau so tief ein, dass die dabei entstehende Auftriebskraft die Gewichtskraft exakt ausgleicht (B 13.30 und B 13.31). B 13.31 Enten haben eine geringe Dichte (T 13.1) und tauchen deshalb nicht sehr ins Wasser ein. Auch in der Luft gibt es einen Auftrieb. Etwas blumig gesagt lebst du am Grund eines Luftmeeres, das dir besser unter dem Namen Atmosphäre bekannt ist. Weil die Luftdichte über den Daumen gepeilt aber nur bei etwa 1/800 der Wasserdichte liegt (T 13.1), ist der Auftrieb im Luftmeer auch nur 1/800 der Auftriebskraft und in Wasser und im Alltag daher meistens nicht zu merken. Es gibt aber Situationen, in denen man den Luft-Auftrieb sehr gut bemerkt, etwa bei der Teebeutelrakete ( A11 ). Warme Luft hat eine geringere Dichte (T 13.1) und steigt aufgrund der Auftriebskraft nach oben. Dabei reißt sie den Teebeutel mit, wenn dieser fast heruntergebrannt und somit ganz leicht ist. Auch ein Heißluftballon oder Himmelslaternen steigt aus dem Grund, dass warme Luft leichter als kalte ist, auf (B 13.32). B 13.32 Himmelslaternen in Thailand Substanz/Objekt ungefähre Dichte in kg/m3 g/cm3 Wasserstoff (H2) 0,09 0,00009 Helium (He) 0,18 0,00018 Luft bei 20 °C 1,20 0,0012 Luft bei 45 °C 1,10 0,0011 Kohlenstoffdioxid (CO2) 1,98 0,002 Stockente 800–950 0,8–0,95 Olivenöl 910 0,91 Eis 0 °C 917 0,917 Mensch, eingeatmet 940–990 0,94–0,99 Wasser, 4 °C 1000 1 Mensch, ausgeatmet 1010–1100 1,01–1,1 Meerwasser normal 1025 1,025 Totes Meer 1170 1,17 Quecksilber 13.546 13,55 T 13.1 Die Dichten einiger Flüssigkeiten und Gase – und einer Stockente Substanz ungefähre Dichte in kg/m3 g/cm3 Styropor 20–60 0,02–0,06 Kork 120–550 0,12–0,55 Fichte, Kiefer, Birke, ... 450–650 0,45–0,65 Aluminium 2700 2,7 Eisen 7860 7,86 Kupfer 8920 8,92 Blei 11.340 11,34 Gold 19.320 19,32 T 13.2 Die Dichten einiger Festkörper. Kurz zusammengefasst Eingetauchte Objekte werden scheinbar leichter! Die Größe der Auftriebskraft entspricht der Gewichtskraft des verdrängten Wassers, zeigt aber nach oben. Ob ein Objekt schwimmt oder nicht, hängt von seiner Dichte im Vergleich mit dem Wasser ab. Auch in der Luft entsteht eine Auftriebskraft, die allerdings rund 800-mal schwächer ist als die in Wasser. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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