PhysProf - Auftrieb

Das Unterprogramm [Mechanik I] - [Auftrieb] ermöglicht die Untersuchung der Gesetzmäßigkeiten, welche beim Auftrieb in Flüssigkeiten herrschen.

Durch das Eintauchen eines Körpers in eine Flüssigkeit verliert dieser scheinbar an Gewicht. Die dem Körper entgegengerichtete Kraft wird als Gewichtskraft bezeichnet. Sie entspricht der Gewichtskraft der vom Körper verdrängten Flüssigkeit und entsteht als Differenz von Auftriebskraft und Bodendruckkraft. Diese Gesetzmäßigkeit wird als Archimedisches Prinzip bezeichnet.

Es lautet: 

Beim Eintauchen in eine Flüssigkeit erfährt jeder Körper eine nach oben gerichtete Auftriebskraft. Diese ist dem Betrag nach gleich der Gewichtskraft der vom Körper verdrängten Flüssigkeit.
 

Daher gilt folgender Zusammenhang:

Hierbei sind:

F_A: Auftriebskraft [N]

G_k: Gewichtskraft des Körpers [N]

V: Volumen der vom Körper verdrängten Flüssigkeit [m³]

ρ: Dichte der Flüssigkeit [kg/dm³]

g: Fallbeschleunigung [m/s²]
 

Es bestehen je nach der Größe der Auftriebskraft F_A bei einem Körper mit der Gewichtskraft G_k folgende Möglichkeiten:

F_A < G_k: Der Körper sinkt zu Boden.

F_A = G_k: Der Körper bleibt vollständig eingetaucht und schwebt.

F_A > G_k: Der Körper steigt nach oben, taucht nur zum Teil ein
            und schwimmt.

Programmbedienung

Um diese Sachverhalte zu untersuchen, stellen Sie mit den dafür vorgesehenen Rollbalken die Dichte der Flüssigkeit, sowie die Dichte des Körpers ein. Das Programm ermittelt daraufhin ob der Körper sinkt, schwimmt oder schwebt. Alternativ zur Einstellung der Dichte per Rollbalkenpositionierung können Sie auch durch einen Klick auf einen Eintrag in den dafür vorgesehenen Auswahllisten einen Stoff selektieren.

Die entsprechende Rollbalkenposition wird der Dichte des ausgewählten Stoffs angepasst.
 

4-Takt-Ottomotor - Impulssatz - Gleichförmige und gleichförmig beschleunigte Bewegung - Bewegung und Geschwindigkeit - Geschwindigkeit und Beschleunigung - Wellen - Druck in Flüssigkeiten - Ideale Strömung - Kinetische und potentielle Energie - Brownsche Bewegung - Molekularbewegung - Harmonische Schwingungen - Kreisbahnbewegung - Auftrieb - Geneigte Ebene - Freier Fall - Waagrechter und schiefer Wurf - Pendel - Chaos-Doppelpendel - Gedämpfte mechanische Schwingung - Rolle und Flaschenzug - Balkenwaage - Hebelgesetz - Zweites Newtonsches Gesetz - Drittes Newtonsches Gesetz - Mechanische Arbeit - Hookesches Gesetz

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