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SINKEN, SCHWEBEN, und SCHWIMMEN von Körpern


 
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Schräger Wurf :: Handwagen  
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karotte-13
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BeitragVerfasst am: Do März 26, 2009 11:04 am    Titel: SINKEN, SCHWEBEN, und SCHWIMMEN von Körpern Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,

wäre nett wenn mir jemand bei den folgenden Aufgaben helfen könnte Very Happy

Nr.1: Ein würfelförmiger Hohlkörper mit 40cm Kantenlänge wird als Boje benutzt und taucht ohne Kette 16cm tief in Süßwasser (DIchte 1Kg/dm³) ein. Befestigt man die Ankerungskette, so taucht die Boje bis zur Hälfte ein.

a)wie groß ist die Tauchgewichtskraft der Kette?
b) Wie groß ist die Masse und die Gewichtskraft der Kette (Dichte 7,8Kg/dm³) ?
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isi1
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BeitragVerfasst am: Do März 26, 2009 3:57 pm    Titel: Re: SINKEN, SCHWEBEN, und SCHWIMMEN von Körpern Antworten mit Zitat

karotte-13 hat Folgendes geschrieben:
Nr.1: Ein würfelförmiger Hohlkörper mit 40cm Kantenlänge wird als Boje benutzt und taucht ohne Kette 16cm tief in Süßwasser (DIchte 1Kg/dm³) ein. Befestigt man die Ankerungskette, so taucht die Boje bis zur Hälfte ein.

Wie viel Wasser verdrängt der Würfel pro cm? 4*4*0,1 = 1,6 kg
Für die 16cm also 25,6 kg
Für die weitern 4cm: 6,4 kg --> 62,8 N Tauchgewichtskraft der Kette

Kettenmasse: 4,8 = (7,8 - 1)*VolumenKette Vk

Vk = 0,941 dm³

MasseKette = 0,941*7,8 = 7,34 kg --> Gewicht: 72 Newton

Stimmt das so?

Frage dazu: Wie liegt der Würfel im Wasser? Unter welchem Winkel?
Ich glaube nämlich nicht, dass der Würfel (ohne Kette) waagrecht liegt.

V = 4*4*4 = 64 dm³

Spez. Gewicht = 16/40 = 0,4 g/cm³ ... leichter als Kork?

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ
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karotte13
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BeitragVerfasst am: Do März 26, 2009 11:28 pm    Titel: SINKEN, SCHWEBEN, und SCHWIMMEN von Körpern Antworten mit Zitat

Hallo,

erstmal vielen dank ist fantastisch das meine Frage so schnell beantwortet wurde die Ergebnisse stimmen perfekt. So langsam steig ich schon mehr durch dann wirds vielleicht auch was mit der Physikarbeit nächste Woche Rolling Eyes Könntest du mir das nochmal genau aufschlüsseln wie du das mit der Kettenmasse gemacht hast damit man aufs Volumen kommt wäre nett.

hab hier schon das nächste Problem: Smile

Welche Fläche A muß eine Eisscholle von d=20cm Dicke haben, damit sie einen Menschen von m=70kg a) auf Süßwasser Dichte 1g/cm³ b) auf Meerwasser Dichte 1,025g/cm³ trägt?
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isi1
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BeitragVerfasst am: Fr März 27, 2009 11:46 am    Titel: Re: SINKEN, SCHWEBEN, und SCHWIMMEN von Körpern Antworten mit Zitat

karotte13 hat Folgendes geschrieben:
Könntest du mir das nochmal genau aufschlüsseln wie du das mit der Kettenmasse gemacht hast damit man aufs Volumen kommt
Also langsam, zum Mitschreiben, Karotte:

Der Würfel hat ein zunächst unbekanntes Eigen-Gewicht m
Das verdrängte Wasser hat die Masse mw=Grundfläche * Eintauchtiefe * Dichtew
= 4dm * 4 dm * 1,6dm * 1 kg/dm³ = 25,6kg
... da der Auftrieb gleich dem Gewicht sein muss, wiegt der Würfel 25.6kg

Die Kette hat eine Masse von mk= Volumenk*Dichtek= Vk*7,8kg/dm³ ....Vk zunächst unbekannt

Der Auftrieb der Kette ist Vk*Dichtew
...denn das Wasser trägt

Der Würfel muss also tragen: Kettengewicht minus Auftrieb der Kette =
= Vk*7,8kg/dm³ - V*7,8kg/dm³* 1kg/dm³ = ... V*7,8kg/dm³ ausklammern
= Vk*(7,8 - 1) = Vk* 6,8kg/dm³

Wie kann der Würfel das tragen?
Richtig: Durch den zusätzlichen Auftrieb durch die (20cm-16cm)= 4cm
Dieser Auftrieb ist also 4dm * 4 dm *0,4dm * 1kg/dm³ = 6,4kg

Nun erneut: Auftrieb 6,4kg = Vk* 6,8kg/dm³ (Belastung durch 'Kettengewicht minus Auftrieb der Kette')
Daraus Vk = 6,4/6,8 = 0,941 dm³

Das Gewicht der Kette (von oben) Vk*7,8kg/dm³ = 7,34kg

Die Kraft, mit der ist Masse nach unten zieht ist
F = m * g = m * 9,81m/s² = 7,34*9,81 = 72 N (Newton)

Ist das verständlich?

karotte13 hat Folgendes geschrieben:
Welche Fläche A muß eine Eisscholle von d=20cm Dicke haben, damit sie einen Menschen von m=70kg a) auf Süßwasser Dichte 1g/cm³ b) auf Meerwasser Dichte 1,025g/cm³ trägt?
Wieder die gleiche Überlegung:

Das verdrängte Wasser muss das Gewicht des Menschen und das Gewicht der Eisscholle tragen: .... Beachte: g/cm³ = kg/dm³

Belastung: 70kg + A * 2dm * DichteEis ... die sollte gegeben sein (nachgesehen 0,9168 g/cm³) =
= 70kg + A* 0,9168kg/dm³

Auftrieb: A * 2dm * Dichtew = Belastung
a) A*2*1kg/dm³ = 70kg + A* 0,9168kg/dm³
A * (2 - 0,9168) = 70
A = 64,62 dm² .... also z.B. 8m*8,1m

b) = A*2*1,025kg/dm³ = 70kg + A* 0,9168kg/dm³
A * (2,050 - 0,9168) = 70
A = 61,77 dm² .... also z.B. 8m*7,7m

Edit Wichte --> Dichte

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Zuletzt bearbeitet von isi1 am Sa März 28, 2009 11:27 am, insgesamt einmal bearbeitet
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BeitragVerfasst am: Fr März 27, 2009 12:08 pm    Titel: Antworten mit Zitat

isi1 kommt ein bisschen durcheinander mit Dichte und Wichte sowie mit Gewicht und Masse.

Ein Körper wiegt nicht soundsoviel kg, sondern er hat eine Masse von soundsoviel kg. Sein Gewicht ist Masse mal (Erd-)Beschleunigung.

Von Wichte war hier nicht die Rede, sondern von Dichte, und die ist nun mal der Proportionalitätskoeffizient zwichen Masse und Volumen.

Na ja, usw. ...
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isi1
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BeitragVerfasst am: Fr März 27, 2009 12:55 pm    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
isi1 kommt ein bisschen durcheinander mit Dichte und Wichte sowie mit Gewicht und Masse.

Ein Körper wiegt nicht soundsoviel kg, sondern er hat eine Masse von soundsoviel kg. Sein Gewicht ist Masse mal (Erd-)Beschleunigung.

Von Wichte war hier nicht die Rede, sondern von Dichte, und die ist nun mal der Proportionalitätskoeffizient zwichen Masse und Volumen.

Na ja, usw. ...
Da hat GvC - wie immer recht. Danke für die Klarstellung.
Aber ich hoffe, Karotte hat meine Erklärung trotzdem verstanden.

Wichte = Gewichtskraft auf das Volumen bezogen (in N/m³)

Dichte = Masse auf das Volumen bezogen (in kg/m³)

Eine Waage misst je nach Technik die Gewichstkraft oder die Masse.
Also ich versuche es mal und verlange beim Kaufmann 9,8 Newton Zucker.

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GvC



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BeitragVerfasst am: Fr März 27, 2009 1:31 pm    Titel: Antworten mit Zitat

@isi1
Das Folgende ist jetzt wirklich nicht bös' gemeint.

1. Wenn ich beim Kaufmann Zucker haben will, dann will ich ja nicht wirklich eine Menge mit einem bestimmten Gewicht, sondern ich will tatsächlich die Masse von 1 kg. Wenn wir erstmal auf dem Mond einkaufen gehen, werden wir uns - vielleicht - an den Unterschied zwischen Masse und Gewicht gewöhnen. Wenn ich dort 9,8 N Zucker haben will, bekomme ich eine Masse von ungefähr 6 kg. Vielleicht will ich die ja auch wirklich haben, vielleicht wollte ich aber auch nur 1 kg.

2. Es ist - wie in vielen anderen Bereichen auch - ein Unterschied in der Kommunikation mit einem Lebensmittelverkäufer oder in einem wissenschaftlichen Forum. Das ist ja gerade die Crux, dass sich im Umgangssprachgebrauch für bestimmte Begriffe bestimmte Bedeutungen eingeprägt haben, die wissenschaftlich so nicht zu halten sind, und die Schulen und Hochschulen deshalb mit erheblichem Aufwand und einem großen Maß an studentischem Unverständnis zu kämpfen haben. Aber wie sollen Schüler und Studenten an naturwissenschaftliches Denken herangeführt werden, wenn sie nicht durch ständige Wiederholung an wissenschaftliche Exaktheit gewöhnt werden?
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isi1
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BeitragVerfasst am: Fr März 27, 2009 2:27 pm    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
@isi1 Das Folgende ist jetzt wirklich nicht bös' gemeint.
Kein Problem, GvC,
das wollte ich damit sagen, ich konnte es nur nicht so glasklar ausdrücken! Wink

Karotte ist wohl nicht mehr anwesend?

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karotte13
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BeitragVerfasst am: Fr März 27, 2009 8:45 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Very Happy doch bin noch anwesend ist echt perfekt deine Erklärung und das es sich um Dichte handelt und nicht um Wichte war mir auch so schon klar Smile
Vielen Dank für die schnelle Hilfe. Könnte sein das ich am Wochenende beim lernen noch auf weitere Probleme stoße ich meld mich dann. Gruß
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S.K.
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BeitragVerfasst am: Di Apr 14, 2009 3:06 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Belastung: 70kg + A * 2dm * DichteEis ... die sollte gegeben sein (nachgesehen 0,9168 g/cm³) =
= 70kg + A* 0,9168kg/dm³

Auftrieb: A * 2dm * Dichtew = Belastung
a) A*2*1kg/dm³ = 70kg + A* 0,9168kg/dm³
A * (2 - 0,9168) = 70
A = 64,62 dm² .... also z.B. 8m*8,1m


Hey isi,

glaub du hast in dem Abschnitt einmal die 2dm vergessen und ohne weitergerechnet.
Is mir beim durchlesen aufgefallen, als ich nach so einer Aufgabe gesucht habe.

Gruß
Sebastian
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