PhysProf - Auftrieb - Auftriebskraft - Flüssigkeit - Dichte - Umrechnung
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 sowie eine Veranschaulichung der entsprechenden physikalischen Sachverhalte und eignet sich auch als Begleitung zu Versuchen im Physikunterricht.
Es unterstützt dabei ein tiefergehendes Verständnis zu diesem Themengebiet zu erlangen und kann zum Lösen vieler diesbezüglich relevanter Aufgaben eingesetzt werden.
Weitere relevante Seiten zu diesem Programm
Themen und Stichworte zu diesem Modul:Auftrieb - Kraft - Auftriebskraft - Auftrieb berechnen - Auftriebskraft berechnen - Schweredruck - Hydrostatik - Hydrostatischer Druck - Gewichtskraft - Schwimmstabilität - Schwimmende Körper - Schwimmender Körper - Schwebender Körper - Volumen - Dichte - Wichte - Schwerkraft - Bild - Definition - 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 - Wirkung - Formel und Einheit für die Gewichtskraft - Gewichtskraft berechnen - Druckkraft - Verdrängung - Verdrängtes Volumen - Archimedisches Prinzip - Archimedisches Gesetz - Schwebezustand - Statischer Auftrieb - Statische Auftriebskraft - Hydrostatischer Auftrieb - Verändern - Veränderung - Ändern - Änderung - Berechnung - Berechnungsformel - Darstellung - Experiment - Physik - Physikalisch - Versuch - Unterricht - Auftriebsgesetz - Masse - Flüssigkeit - Bodendruckkraft - Berechnen - Körper - Grafik - Gleichung - Formel - Formelzeichen - Einheit - Physikalische Einheit - Erdbeschleunigung - Dichte umrechnen - Dichteeinheiten - Dichteberechnung - Einheit - Einheiten - Maßeinheit - Rho - g/cm3 - kg/m3 - g/m3 - g/dm3 - g/l - Liter - kg/l - Umrechnen - Umrechnung - Umrechnungstabelle - Umrechnungsfaktor |
Auftrieb - Archimedisches Prinzip
Modul Auftrieb
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:
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.
Umrechnung der Dichteeinheit
Nachfolgend aufgeführt finden Sie eine Tabelle verwendeter Dichteeinheiten. Diese enthält den entsprechenden Umrechnungsfaktor zur Wandlung derer in die SI-Einheit kg/m³.
| Bezeichnung der Einheit | Einheit | In die SI-Einheit gewandelt |
| Kilogramm pro Kubikmeter | kg/m3 | 1 kg/m3 |
| Kilogramm pro Kubikdezimeter | kg/dm3 | 1000 kg/m3 |
| Kilogramm pro Liter | kg/l | 1000 kg/m3 |
| Gramm pro Kubikmeter | g/m3 | 0,001 kg/m3 |
| Gramm pro Kubikdezimeter | g/dm3 | 1 kg/m3 |
| Ounce (av.) per cubic foot | oz/ft3 | 1,00115 kg/m3 |
| Ounce (av.) per cubic inch | oz/in3 | 1729,99 kg/m3 |
| Pound mass per cubic foot | lbm/ft3 | 16,0185 kg/m3 |
| Pound mass per cubic inch | lbm/in3 | 2,76799·104 kg/m3 |
| Pound mass per cubic yard | lbm/yd3 | 0,593276 kg/m3 |
| Pound mass per gallon (UK) | lbm/gal | 99,7763 kg/m3 |
| Pound mass per gallon (US) | lbm/gal | 119,826 kg/m3 |
| Slug per cubic foot | slug/ft3 | 515,379 kg/m3 |
| Slug per cubic inch | slug/in3 | 8,90575·105 kg/m3 |
| Slug per cubic yard | slug/yd3 | 19,0881 kg/m3 |
Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik - Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Statischer Auftrieb und Wikipedia - Archimedisches Prinzip zu finden.
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Schräger Wurf - Schiefer Wurf, Waagerechter Wurf - Horizontaler Wurf, Hookesches Gesetz, Mechanische Arbeit, Zweites Newtonsches Gesetz, Drittes Newtonsches Gesetz, Gedämpfte mechanische Schwingung, Bewegungen auf einer Kreisbahn, Hebelgesetz, Chaotisches Doppelpendel, Mathematisches Pendel, Freier Fall und Luftwiderstand, Harmonische Schwingungen, Molekularbewegungen, Brownsche Bewegungen, Potentielle und kinetische Energie, Ideale Strömung - Volumenstrom, Druck in Flüssigkeiten, Wellen - Simulationen, Zusammengesetzte Bewegung, Bewegungen in der Ebene, Carnotscher Kreisprozess, Adiabatische Zustandsänderung, Isotherme Zustandsänderung, Isobare Zustandsänderung, Isochore Zustandsänderung, Beugung am Spalt, Hohlspiegel, Sammellinse, Zerstreuungslinse, Wechselstromkreise, RLC-Kreis - RLC-Schaltung, RL-Kreis - RL-Schaltung, RC-Kreis - RC-Schaltung, Resonanz - Resonanzkurve, Widerstände im Wechselstromkreis, Schwingungen und deren Überlagerung, Plattenkondensator, Ladung und Entladung von Kondensatoren, Reihenschaltung und Parallelschaltung, Lissajou-Figuren, 1. Keplersches Gesetz, 2. Keplersches Gesetz, 3. Keplersches Gesetz
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
Unterprogramm Auftrieb
PhysProf 1.1 - Unterprogramm RLC-Kreis
MathProf 5.0 - Unterprogramm Kurven in Parameterform
SimPlot 1.0 - Grafik- und Animationsprogramm für unterschiedlichste Anwendungszwecke
Physik interaktiv
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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 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
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.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
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