PhysProf - Auftrieb in Flüssigkeiten - Auftriebskraft - Auftrieb im Wasser
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 Lehrer, 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.
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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:
FA: Auftriebskraft [N]
Gk: 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 FA bei einem Körper mit der Gewichtskraft Gk folgende Möglichkeiten:
FA < Gk: Der Körper sinkt zu Boden.
FA = Gk: Der Körper bleibt vollständig eingetaucht und schwebt.
FA > Gk: 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.
Eine kleine Übersicht in Form kurzer Beschreibungen und Bilder über einige zu diesem Fachthemengebiet implementierte Unterprogramme kann unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik aufgerufen werden.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Statischer Auftrieb 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.
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