Denksport Physik: Fluidik

[SwimmingKraut]

hmm, knifflig, allerdings steht da , wenn du genau guckst, dass der luftdruckunterschied zwischen einlass-und auslassende keine rolle spielt. der luftdruck an sich aber spielt denke ich schon eine rolle, da ohne ihn die wassersäule sich stets einfach teilen würde.
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BU 26./27. November
FQ 19./20. Februar
Medical 5. März
372. NFF

[Bernd]

Hallo,
ich wärme die Diskussion hier mal wieder etwas auf.

Meine Aussage: Der Auftrieb ist so groß wie die Masse des mediums die vom Gegenstand verdrängt wird.

Deswegen müsste doch Aufgabe 2 eigentlich b zur Antwort haben.
Der Balsaholzklotz schwimmt und braucht deswegen nur wenig Auftrieb, er wiegt ja nur z.B. 200kg, deswegen schaut er aus dem Wasser, sein Auftrieb beträgt deshalb 200kg.
Ein Eisenklotz wiegt aber viel viel mehr. Er geht unter, dann verdrängt er 1000l Wasser, also ist sein Auftrieb 1000kg.
Folglich ist der Auftrieb auf den Eisenklotz vielo größer, bringt ihm bloß nichts, weil seine Dichte ja auch wesentlich höher ist.
Natürlich sind es AuftriebsKRÄFTE, deswegen sind die kg Angaben eigentlich falsch, es müsste entsprechend in Newton gerechnet werden.


Dann hab ich auch noch eine andere Meinung zu 5

Ich meine dass sich Luft im gegensatz zu Wasser sehr wohl zusammendrücken lässt. Nimmt nun das Volumen auf Grund des höheren Wasserdrucks in der Tiefe ab, gibt es auch weniger Auftrieb. Die Kraft zum unter Wasser halten nimmt also ab.


Was sagt ihr dazu? Bitte gebt mal eure Meinungen ab!

Gruß Bernd

[nikidom]

@Bernd
zu 2:
Also die Auftriebskraft, die auf einen Körper ausgeübt wird, ist ja so groß wie sein verdrängtes Volumen... Formel: F = g x Dichte der Flüssigkeit x V
In so fern würde ja die Gewichtskraft keine Rolle spielen. Deshalb kommt nur noch die Dichte in Frage. Da die Dichte in beiden Fällen ja die Dichte von Wasser ist, fällt also der Faktor Dichte raus und da g auch eine Konstante ist, ist die Auftriebskraft nur noch abhängig vom Volumen und da Balsaholz das gleiche Volumen wie das Eisen hat, ist somit die Auftriebskraft in beiden Fällen gleich und die Antwort lautet c).

Du hast in deine Überlegungen noch die Gewichtskraft mit einbezogen, die jedoch bei dieser Fragestellung keine Rolle spielt. Sie wäre nur wichtig, wenn danach gefragt wird, ob der Körper schwimmt, sinkt oder schwebt.
Hoffe es war verständlich ...
lg domi
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Man erschafft sein Leben durch seine Gedanken!
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[East-Field]

Hallo,

so, ich hab mal drüber nachgedacht und würde dir bei der 2. Frage recht geben. Wenn der Balsaklotz eine geringere Dichte als Wasser hat, wird er im Wasser schwimmen und folglich auch was aus dem Wasser rausschauen. Somit ist das verdrängte Volumen nicht mehr 1000 cm^3 sondern weniger und damit ist auch die Auftriebskraft geringer.
Wenn die Dichte des Balsaklotzes aber genau so groß ist wie die des Wassers, schwimmt bzw. dann vielmehr schwebt er auch im Wasser, es würde dann nur nichts oben rausragen und somit würde die Auftriebskraft die gleiche sein wie beim Eisenklotz.

zu 5)
deine Vermutung ist in soweit richtig, wenn der Becher flexibel ist und unter dem Druck des Wasser nachgibt. Der Autor meint aber wahrscheinlich einen "normalen" Becher der ein bisschen mehr Festigkeit besitz als z.B. ein Pappbecher. Das heißt der Becher würde dem Druck standhalten und damit würde sein Volumen auch nicht geringer werden.
Klar wird ein fester Becher auch irgendwann dem Druck nachgeben und damit wäre dein Ergebnis wieder richtig, aber soweit wirst du ihn wohl nicht mit deiner Hand runterdrücken können

Gruß

[Bernd]

@Eastfield
Genau das hab ich gemeint mit den verschiedenen Auftrieben der Klötze.
Nikidom, was meinst du dazu? Der leichte Balsaholzklotz schwimmt ja und verdrängt nicht soviel Wasser wie der Eisenklotz.

Nochmal zu dem Becher: Hab ich soweit verstanden. Klar wirken Druckkräfte auf den Becher von allen 4 Seiten. Von den 3 Seiten oben, rechts und links drücken sie gegen den Becher und könne nichts ausrichten. Aber von unten drücken sie gegen die Luft selbst und können dort die Luft zusammenpressen. Also müsste doch das Volumen abnehmen und es folglich doch leichter werden, oder nicht?

Bin gepannt was ihr dazu sagt,
Gruß Bernd

[East-Field]

@ Bernd

Du hast absolut recht, hab vergessen das der Becher ja nicht von allen Seiten abgeschlossen ist.

Ich hab mir dann nochmal Gedanken gemacht ,ob das nur "Erbsenzählerei" ist, in welchem Verhältnis die Luft durch den steigenden Wasserdruck zusammengedrückt wird und ob sich dadurch die Kraft wesentlich ändert.
Hab ein bisschen gerechtnet und folgendes rausbekommen: Wenn man ein handelsübliches Trinkglas von unmittelbar unter der Wasseroberfläche auf eine Tiefe von 1m drückt, erhöht sich der Druck um das 10fache.
Es git p ~ 1/V
Damit sinkt das Volumen auf den 10. Teil seines ursprünglichen Volumens und im gleichen Verhältnis auch die Kraft.

Antwort b) ist richtig.

Gruß Martin

[hallo2]

Hi
ich kenne die Aufgabe nicht, aber in 1m Wassertiefe herrscht nicht der 10-fache Atomsphärendruck

[East-Field]

@ hallo2

das hab ich auch nicht gemeint. Es geht hier um den hydrostatischen Druck.
Wenn man ein 10cm hohes Glas umgekehrt gerade so unter das Wasser drückt, befindet sich die Öffnung des Glases in 10 cm Tiefe.
Nach p=Dichte * g * h herrscht dort ein hydrostatischer Druck von 979 Pa.
Drückt man jetzt das Glas bis in eine Tiefe von 1 m erhöht sich der Druck um das 10fache.

Gruß Martin[/list]

[nikidom]

@Bernd:
Ja wenn du annimmst das das Balsaholz schwimmt (was es aufgrund der Dichte auch tun sollte ) dann hast du natürlich Recht und die Auftiebskraft ist geringer.

Vielleicht kann jemand das mit dem Glas selber daheim ausprobieren oder beim nächsten Badebesuch ein Glas mitnehmen ...
Also ich persönlich denke, dass die Kraft größer wird, weil wenn man versucht nen Ball unter Wasser zu drücken, dann wird die Kraft auch größer umso tiefer man taucht. Naja, ich weiß jetzt aber nicht ob man das auch für ein umgedrehtes Glas annehemen kann?!
lg domi
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[hallo2]

ich glaube ich weiß jetzt worum es geht ^^

also wenn du ein luftgefülltes Objekt unter Wasser drückst wird auch die Luft darin zusammen gedrückt. dh. je tiefer du tauchst desto stärker wird die Luft zusammengedrückt und damit sinkt auch der Auftrieb immer weiter ab.
das merkt man schön wenn man taucht beim tarieren. Ein kleines bisschen zu viel Luft im Jacket -> man steigt langsam auf -> Luft dehnt sich aus -> mehr Auftrieb -> man steigt immer schneller auf

dieser Effekt stellt sich natürlich nur ein bei komprimierbaren Dingen. Wenn man zb etwas aus großer Tiefe bergen will nimmt man nicht unbedingt luftgefüllte Ballons zum heben, ( da man beim aufstieg die ganze Zeit luft ablassen muss) , sondern zum Beispiel Diesel gefüllte Ballons. Diesel lässt sich (kaum) nicht komprimieren und liefert somit immer den gleichen Auftrieb.

@East-Field
achso, allerdings musst du bedenken das die Luft im Glas einen Druck hat von 1bar (normaler Luftdruck halt ) in 10 Metern Wassertiefe herrscht ein zusätzlicher Druck von 1Bar dh. in 10 Metern tiefe wird die Luft im Glas auf das 1/2 Volumen zusammengedrückt.

[Moehl88]

[Bernd]

Auch zu 1:
Durch die größere Oberflächenspannung von HG wird der Strahl der rausläuft dünner und könnte sogar zu Tropfen zerreißen. Müsste doch so sein, oder?
Da tatsächlich alles die gleiche Erdbeschleunigung erfährt, müsste der dünnere Strahl dann doch aber schneller fließen. So frei nach Bernoulli.
Letztendlich hätte er dann wieder den gleichen Durchsatz wie das Wasser. Also beide gleich schnell leer?

Genau weiß ich es absolut nicht, könnte aber sein....
Gruß Bernd