Wie tief taucht der Quader in das Wasser ein?

Hallo Leute, ich habe ein großes Zeitproblem mit den ganzen Aufgaben, die ich noch zu erledigen habe zu dieser Aufgabe habe ich absolut keinen Ansatz. Könnt ihr mir helfen?

Ein Quader mit den Kantenlängen a = 1,08 m, b = 0,93 m und c = 1 m schwimmt im Wasser. Wobei c die Höhe des Quaders ist. Die Dichte des Quaders beträgt 0,75 g · cm-3.

1. Wie tief taucht der Quader in das Wasser ein?

2. Wie viel Arbeit (Betrag der Arbeit) muss verrichtet werden, um den Quader gerade unter Wasser zu drücken?

3. Der Quader befindet sich gerade unter der Wasseroberfläche. Welche Arbeit (Betrag der Arbeit) muss verrichtet werden, um den Quader 1,07 m weiter unter Wasser zu drücken?

Vielen Dank für eure Hilfe!

Answer 1

[ulrich1919]

1. Erkundige welche der Abmessungen a, b oder c die Höhe des Quaders betreffen. Die beiden anderen Abmessungen definieren dann die Grundfläche Deines Quaders.
2. Der Quader wird drei Viertel der Höhe ins Wasser eintauchen. Dann ist das Gewicht genau gleich hoch wie die Auftriebskraft.
3. Wenn Du den Quader von dieser Position aus weiter unter Wasser drückst, nimmt die Kraft von Null bis Maximum zu. Die Arbeit ist also der Integral der zunehmende Kraft über den Weg.
4. Die max. Auftriebskraft entspricht dem Volumen des Quaders (in m^3) multipliziert mit 250 kg/m^3 multipliziert mit 9,81 N/kg.
5. Sobald der Quader unter Wasser ist; beleibt die Auftriebskraft konstant. Die Arbeit unter Frage 3 ist also die max. Auftriebskraft multipliziert mit 1,07 meter.

Frage 2 ist also die schwierigste.  Viel Erfolg!

Bemerkung: Bei uns in Europa ist das Dezimalzeichen kein Punkt sondern ein Komma: 1,07 Meter