Der Auftrieb - das Archimedessche Prinzip

Jeder hat sicher schon einmal versucht, den "toten Mann" auf dem Wasser zu spielen. Dabei legt man sich "auf das Wasser", streckt die Arme zu Seite und versucht, Mund und Nase über Wasser zu halten. Wie gelingt das eigentlich? - Klar, ihr nutzt die Wasserverdrängung eures Körpers aus.

Doch Warum gelingt euch der "Tote Mann" auf der Nord- oder Ostsee, dem Mittelmeer oder einem der Ozeane besser als auf dem heimischen See?

Die nebenstehenden Bilder zeigen das Tote Meer in Israel. Hier gelingt es sogar auf dem Wasser Zeitung zu lesen. Achtet mal darauf, wie weit Rumpf, Arme und Beine aus dem Wasser ragen. Gelingt euch das auf dem Bullensee? ...

... Natürlich nicht!!!

Die Lösung seht ihr auf dem zweiten Bild. Das Tote Meer hat einen sehr hohen Salzgehalt, der im oberen Teil ca. 30 % und im unteren Teil über 33% beträgt.

Salz ist schwerer als Wasser. Löst sich das Salz im Wasser, so wird auch das  Salzwasser mit zunehmender Salzkonzentration bei gleichem Volumen schwerer.

Nach dem Archimedeschen Prinzip ist der Auftrieb, den ein Körper erfährt, so groß ist wie die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit. Somit steigt bei gleicher verdrängter Flüssigkeitsmenge auch die Auftriebskraft.  Deshalb taucht der gleiche Körper in Flüssigkeiten mit verschiedener Dichte auch unterschiedlich weit ein.

 

"Ein an einer Waage hängender Körper wird in eine Flüssigkeit eingetaucht und erhält dadurch einen Auftrieb, d.h. er wird leichter.

Nicht nur Flüssigkeiten verursachen einen Auftrieb, sondern auch Gase. Jeder Körper wiegt in Luft weniger als im Vakuum."

... in Arbeit   F Video zur Waage (.rm , 94kB)
    F Video Krone (.rm , 114 kB)
 
 
Wie entsteht der Auftrieb?  
... in Arbeit  
 

FA = F2 - F1

 
     
 
Das Archimedesche Prinzip  
Der Auftrieb, den ein Körper in einer Flüssigkeit erfährt, ist so groß wie die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeitsmenge.    Gleiches gilt auch in Gasen.
     
 
Auch in der Luft erfährt ein Körper eine Auftriebskraft, da ja auch die Luft eine Masse und somit eine Gewichtskraft hat. Nebenstehender Link führt euch zu einem Video.

 

F Video Auftrieb in Luft (.rm, ...)

Der Glaskörper und das Messingstück ziehen unter normalem Luftdruck mit der gleichen resultierenden Kraft an den Hebelarmen der Waage. Der Glaskörper hat jedoch ein wesentlich größeres Volumen. Somit der fährt der Glaskörper auch die größere Auftriebskraft.

 

Wird der Raum evakuiert, dann verdrängen beide Körper, Glaskolben und Massestück weniger Luftteilchen. Der Auftrieb, den beide Körper erfahren, sinkt und erreicht im Vakuum den Wert 0 N.

Da der Glaskörper im Gleichgewicht die größere Auftriebskraft erfahren hat, muss er die größere Gewichtskraft haben.

 

 

 

 
F Link zur Geschichte des Archimedes (LEIFI)

 

 

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