PhysProf - Auftrieb in Flüssigkeiten - Auftriebskraft - Auftrieb

Fachthema: Auftrieb

PhysProf - Mechanik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte und zur Ergründung physikalischer Gesetze mittels Simulationen und 2D-Animationen für das Berufskolleg, für die Oberstufe, für Abiturienten, für Studenten sowie für technische Berufe, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren. Zur effektiven Benutzung dessen wird ein bereits erlangtes Grundwissen zum entsprechenden Themengebiet vorausgesetzt.

Online-Hilfe für das Modul
zur Untersuchung der Gesetzmäßigkeiten und Kräfte
die beim Auftrieb in Flüssigkeiten vorherrschen.

Dieses Teilprogramm ermöglicht die Durchführung interaktiver Analysen zu diesem Fachthema und eine Untersuchung der entsprechenden physikalischen Sachverhalte.

 

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Themen und Stichworte zu diesem Modul: Auftrieb - Kraft - Auftriebskraft - Auftrieb berechnen - Schweredruck - Hydrostatischer Druck - Gewichtskraft - Schwimmstabilität - Schwimmende Körper - Schwimmender Körper - Schwebender Körper - Volumen - Dichte - Wichte - Volumen - Schwerkraft - Bild - Fallbeschleunigung - Eintauchtiefe - Experiment - Hydrostatisch - Hydrostatische Auftriebskraft - Hydrostatische Kraft - Rechner - Schwerkraft - Auftrieb in Flüssigkeiten - Wasser - Auftrieb in Wasser - Tiefe - Wassertiefe - Druck - Steigen - Schwimmen - Schweben - Sinken - Schwimmkörper - Tauchen - Simulation - Formel und Einheit für die Gewichtskraft - Gewichtskraft berechnen - Verdrängung - Verdrängtes Volumen - Archimedisches Prinzip - Archimedisches Gesetz - Schwebezustand - Statischer Auftrieb - Statische Auftriebskraft - Hydrostatischer Auftrieb - Verändern - Veränderung - Ändern - Änderung - Berechnung - Darstellung - Experiment - Physik - Physikalisch - Auftriebsgesetz - Masse - Flüssigkeit - Bodendruckkraft - Berechnen - Körper - Grafik - Gleichung - Formel - Einheit - Physikalische Einheit - Erdbeschleunigung

 

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

Auftrieb - Abbildung 1
 

Auftrieb - Abbildung 2

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.
 

Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Statischer Auftrieb und Wikipedia - Archimedisches Prinzip zu finden.
 

Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

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 - Geneigte Ebene - Freier Fall - Waagerechter und schiefer Wurf - Pendel - Chaos-Doppelpendel - Gedämpfte mechanische Schwingung - Rolle und Flaschenzug - Balkenwaage - Hebelgesetz - Zweites Newtonsches Gesetz - Drittes Newtonsches Gesetz - Mechanische Arbeit - Hookesches Gesetz
 

Unsere Produkte

 

PhysProf 1.1
Physik interaktiv

 

PhysProf 1.1 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich physikalische Gesetzmäßigkeiten und Gegebenheiten zu verdeutlichen. Es spricht alle an, die sich für die Ergründung physikalischer Prozessabläufe und derartige Zusammenhänge interessieren. In zahlreichen Unterprogrammen besteht die Möglichkeit, Veränderungen von Einflussgrößen manuell, oder durch die Ausgabe automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren. Inhaltlich umfasst es ca. 70 verschiedene Unterprogramme zu den Fachthemenbereichen Mechanik, Elektrotechnik, Thermodynamik und Optik.
 

 

Durch die Benutzung dieses Programms wird es ermöglicht, bereits bekannte Fachthemeninhalte aufzuarbeiten und entsprechende Sachverhalte numerisch wie auch grafisch zu analysieren. Mittels der freien Veränderbarkeit der Parameter von Einflussgrößen bei der Ausgabe grafischer Darstellungen besteht in vielen Unterprogrammen die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Zusammenhängen manuell oder durch die Anwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.

Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 300 Seiten.
 

 

   

MathProf 5.0
Mathematik interaktiv
 

MathProf 5.0 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich mathematische Sachverhalte auf einfache Weise zu verdeutlichen. Zudem spricht es diejenigen an, die sich für Mathematik interessieren, oder mathematische Probleme verschiedenster Art zu lösen haben und von grafischen 2D- und 3D-Echtzeitdarstellungen sowie Animationen beeindruckt sind.
 

 

Es eignet sich insbesondere dafür, um interaktive grafische Untersuchungen sowie numerische Berechnungen zu entsprechenden Fachthemen durchführen zu lassen. Mehr als 300 verschiedene Unterprogramme decken die mathematischen Themenbereiche Analysis, Geometrie, Trigonometrie, Algebra, Stochastik, 3D-Mathematik und Vektoralgebra großflächig ab.

Durch die Nutzbarkeit vieler implementierter grafischer Features bestehen vielseitige gestaltungstechnische Möglichkeiten, ausgegebene Grafiken in entsprechenden Unterprogrammen auf individuelle Anforderungen anzupassen. Durch die freie Veränderbarkeit von Parametern und Koordinatenwerten bei der Ausgabe grafischer Darstellungen, besteht in vielen Modulen zudem die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Gebilden und Zusammenhängen manuell oder durch die Verwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
 
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 1600 Seiten.

Eine Übersicht aller in MathProf 5.0 zur Verfügung stehender Programmteile finden Sie im MathProf - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
 

 

Kurzinfos zu Inhalten einiger in MathProf 5.0 eingebundnener Unterprogramme erhalten Sie unter:
 

• Kurzinfos zum Themengebiet Analysis
• Kurzinfos zum Themengebiet Geometrie
• Kurzinfos zum Themengebiet Algebra
• Kurzinfos zum Themengebiet 3D-Mathematik
• Kurzinfos zum Themengebiet Stochastik
• Kurzinfos zum Themengebiet Vektoralgebra
• Kurzinfos zum Themengebiet Trigonometrie
• Kurzinfos zu sonstigen Themengebieten
   

Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
 

 

 

 

SimPlot 1.0

Visualisierung und Simulation interaktiv
 

SimPlot 1.0 ist eine Anwendung, welche es unter anderem durch interaktiv erstellbare Präsentationen ermöglicht, sich Sachverhalte aus vielen technischen, wissenschaftlichen und anderen Bereichen grafisch darstellen und diese multifunktional sowohl statisch, wie auch in Form bewegter Grafiken ausgeben zu lassen. Das Programm erlaubt die Erstellung von Gebilden mit zweidimensionalen grafischen Objekten, welche als geometrische Figuren und Bilder zur Verfügung stehen.
 
Es bietet zudem die Möglichkeit, Zusammenhänge im Bereich der Planimetrie auf einfache Weise interaktiv zu analysieren. Unter anderem wird es ermöglicht, mit erzeugten Gebilden geometrische Transformationen durchzuführen und diesen automatisch ablaufende Bewegungs- und Verformungsprozesse zuzuweisen.

 

 
SimPlot kann sowohl zur Erstellung von Infografiken, zur dynamischen Datenvisualisierung, zur Auswertung technisch-wissenschaftlicher Zusammenhänge sowie zur Erzeugung bewegter Bilder für verschiedenste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Neben der Bereitstellung vieler mathematischer Hilfsmittel und zusätzlicher Unterprogramme erlaubt es auch die Einblendung von Hilfslinien zur Echtzeit, welche dienlich sind, um sich relevante Sachverhalte und Zusammenhänge unmittelbar begreiflich zu machen.

Dieses Programm verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 900 Seiten.
 

Eine Inhaltsübersicht dessen finden Sie unter SimPlot - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

 

Beispiele einiger mit Simplot 1.0 erzeugter Grafiken finden Sie unter Beispiele, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

 

Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
 

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