Hilfe Physik?
Ein schwimmender Holzwürfel mit der Kantenlänge a = 20 cm taucht 16 cm tief in Wasser ein. Berechne die Dichte des Holzes.
Ich soll dies beantworten, kann mir jemand erklären wie ich das ganze rausbekomme +erklärung.
(ist meine alte Hausaufgabe, die ich nicht gut verstanden hatte)
5 Antworten
Die Dichte das Wassers nehmen wir mit ρ₁=1 g/ml an. Das verdrängte Wasservolumen ist V₁=20×20×16=6400 ml, entsprechend einer verdrängten Wassermasse von m₁=ρ₁⋅V₁=6400 g.
Beim Schwimmen verdrängt jeder Körper soviel Flüssigkeit, wie er wiegt. Also ist unser Holzklotz auch m₁=m₂=6400 g schwer. Sein Volumen V₂=20³=8000 cm³, also ist seine Dichte ρ₂=m₂/V₂=0.8 g cm⁻³.
Schnapp dir mal eine Dichtetabelle oder suche sie im Netz. Dann präge dir die Dichte von Wasser ein, die hat man zu wissen, ohne wenn und aber!
Andere Dichten reicht wenn du es ungefähr weißt, aber eine Orientierung sollte man schon haben.
1 Liter Wasser hat die Masse 1 kg. Das vereinfacht viele Überlegungen, auch z.B. zum hydrostatischen Druck.
Die Erdbeschleunigung hat nichts damit zu tun — der Holzklotz taucht immer gleich weit ins Wasser ein, egal ob Du am Mond oder auf dem Uranus stehst. Solange zumindest irgendeine Schwerkraft da ist, spielt es keine Rolle, wie stark sie ist.
Woher weiß man ob es was mit der Erdbeschleunigung zu tun hat?
Wenn Du es durchrechnest, dann stellst Du fest, daß die Erdbeschleunigung zwar in allen Kräften vorkommt, sich aber dann aus dem Endergebnis rauskürzt. Da man nicht durch Null kürzen darf, bedeutet daß, daß das Resultat für jede Schwerebeschleunigung gilt, aber nicht im gravitationsfreien Raum.
Hallo! Sie schreiben "Beim Schwimmen verdrängt jeder Körper soviel Flüssigkeit, wie er wiegt. Also ist unser Holzklotz auch m₁=m₂=6400 g schwer." Bezieht sich die Masse auf den gesamten Holzklotz oder nur auf den Teil, der ins Wasser eingetaucht ist? Vielen Dank!
Das bezieht sich auf die gesamte Masse, aber nur solange er schwimmt — wenn er untergeht, dann verdrängt er soviel, wie es seinem Volumen entspricht.
Verstehe, vielen Dank!
Haben Sie zufällig auch Antworten auf die Fragen, die ich weiter unten gepostet habe? Ich schicke sie auch hier:
Wie berechne ich dann noch den Wasserdruck an der Bodenfläche des Würfels? Ich habe ρ*g*h (0,8*10*16 = 128Pa) gerechnet. Ist dies korrekt?
Zudem noch folgende Frage: Wie gross ist das Gewicht des Würfels? (Damit ist die Gewichtskraft gemeint, oder?). Wie berechne ich diese unter der Bedingung, dass der Würfel zu 80% ins Wasser eingetaucht ist? Spielt dies eine Rolle?
Vielen Dank für Antworten!
Das bedeutet, Ihre Rechenmethode funktioniert nur dann, wenn der Würfel schwimmt und man zur Berechnung das verdrängte Wasservolumen nutzen kann, korrekt?
Neue Fragen solltest Du als neue Fragen stellen, nicht in Antworten zu alten Fragen verstecken.
Ja, der hydrostatische Druck in der Tiefe h unter der Oberfläche ist p=ρgh. Trotzdem ist Dein Ergebnis Gurke, weil Du natürlich die Dichte des Wassers einsetzen mußt (es ist der hydrostatische Druck, nicht der xylostatische), und über Einheiten solltest Du auch einmal nachdenken.
Danke für den wertvollen Hinweis. Da war ich etwas zu voreilig und gedanklich noch zu sehr bei der Dichte des Würfels.
Neuer Versuch: p = 998 kg/m3 * 9, 81 m/s2 * 0,16m = 1566,5 Pa. Ist dies so korrekt?
(P.S.: Neue Fragen schreibe ich das nächste Mal separat. Da ich hier zum ersten Mal schreibe, kenne ich den Usus noch nicht!)
Der Würfel taucht 16 cm = 80% von 20 cm ein und verdrängt 80% seines Volumens an Wasser.
Das Holz wiegt soviel wie das verdrängte Wasser. Daraus folgt die Dichte von 0,8.
rho=m/V und ein schwimmender Körper verdrängt die gleiche Flüssigkeitmasse.
V des Körpers sollte leicht sein und die Masse erhältst Du über die Masse des verdrängten Wassers!
Hier eine ganz einfache Erklärung. Der Würfel schaut zu 1/5 aus dem Wasser. Er verdrängt soviel Wasser wie er schwer ist und taucht zu 4/5 ein. Wasser hat die Dichte 1. Der Würfel ist also um 1/5 weniger dicht als Wasser und hat somit die Dichte 0,8.
Hallo! Ich habe dazu noch eine Frage: Wie berechne ich dann noch den Wasserdruck an der Bodenfläche des Würfels? Ich habe ρ*g*h (0,8*10*16 = 128Pa) gerechnet. Ist dies korrekt?
Zudem noch folgende Frage: Wie gross ist das Gewicht des Würfels? (Damit ist die Gewichtskraft gemeint, oder?). Wie berechne ich diese unter der Bedingung, dass der Würfel zu 80% ins Wasser eingetaucht ist? Spielt dies eine Rolle?
Vielen Dank für Antworten!
Warum p =1 g/ml
Alles richtig gemacht nur ich habe Verständnis problème