67 Aluminiumquader großer Eisenquader kleiner Eisenquader Gewicht … N … N … N Volumen … cm3 … cm3 … cm3 Gewicht des eingetauchten Körpers … N … N … N Gewichtsverminderung … N … N … N 39.5 Wie groß ist die Auftriebskraft? Was kannst du beobachten? Ein Körper, der in eine Flüssigkeit eintaucht, erfährt durch den Auftrieb einen scheinbaren Gewichtsverlust. Dieser hängt nicht von seinem Gewicht oder Material, sondern nur von seinem Volumen ab. Im nächsten Versuch kannst du die Größe der Auftriebskraft messen. Versuch: Führe den Versuch nach Abb. 39.4b durch: Hänge den Eisenquader und darüber den genau passenden Hohlkörper an den Kraftmesser und notiere das Gewicht. Tauche nun den Eisenkörper in das Wasser des Messglases. Lies wiederum das Gewicht am Kraftmesser ab und notiere es. Es ist um den Auftrieb vermindert. Fülle den Hohlquader mit Wasser und lies nochmals das Gewicht ab. Vergleiche mit deiner ersten Messung. Führst du den Versuch mit dem großen Eisenquader durch, so erhältst du folgende Messwerte: Gewicht des Eisenquaders in der Luft 1,46N, Gewicht des eingetauchten Quaders 1,32N. Die Gewichtsverminderung (der Auftrieb) ist also 0,2N. Das Volumen des Quaders berechnest du mit: Versuch: V = l · b · h = 2 cm· 2 cm· 5 cm = 20 cm3 = 0,02dm3 Gewicht des verdrängten Wassers: 0,02 dm3 · 10N/dm3 = 0,2N Der Auftrieb eines Körpers ist gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeitsmenge (Gesetz von Archimedes). Archimedes , geb. um 287 v. Chr. in Syrakus, hat dieses Gesetz angeblich bei der Untersuchung einer goldenen Krone gefunden. Er sollte herauszufinden, ob die Krone wirklich aus reinem Gold angefertigt war, ohne sie dabei zu beschädigen. Er nahm einen Goldklumpen, der in der Luft gleich schwer wie die Krone war. Im Wasser war der Auftrieb der Krone jedoch größer als der des Goldklumpens (Abb. 39.6). Sie hatte daher das größere Volumen und musste zum Teil aus einem Material mit geringerer Dichte als Gold bestehen. Diese Erkenntnis hatte er in der Badewanne. Er sprang heraus, lief vor Begeisterung nackt durch Syrakus und rief: „Heureka!“ („Ich habe es gefunden!“). 39.4 Auftrieb und Volumen. Der Auftrieb ist gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. a 39.4b 39.5 Versuch mit der Goldkrone 39.1 Jemand hebt unter Wasser einen Steinblock von 70 kg (Dichte 2,8 kg/dm3). Wie groß ist der Kraftaufwand? 39.2 Stelle ein mit Wasser gefülltes Glas auf eine Küchenwaage: Tauche deinen Finger in das Wasser! Was zeigt der Versuch? Du bist dran – zeige deine Kompetenz: Jeder Körper, der in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, erfährt einen scheinbaren Gewichtsverlust, den Auftrieb. Dieser entsteht durch den hydrostatischen Druck. Nur zu Prüfzweck n – Eigentum des Verlags öbv
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