Kann ein Vakuum-Behälter schwimmen?

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10 Antworten

Berechne das Volumen und miss das Gewicht des Behälters. Woraus der besteht und was drin ist, ist völlig egal. Dann bildest du die spezifische Masse, indem du die Masse des Behälters durch sein Volumen dividierst.

Ist das Ergebnis geringer als die spezifische Masse von Wasser (1 kg / 1 l) schwimmt der Körper, ist es höher, geht er unter.

Der Behälter hat eine Masse m und ein Volumen V. Wenn nun m/V (Die durchschnittliche Dichte des Gesamtbehälters) größer ist als die Dichte des Wassers, dann sinkt er, ansonsten nicht.

Wenn der Behälter mit Luft darin schwimmen würde, schwimmt er mit Vakuum erst recht, denn er wird ja noch etwas leichter.

Natürlich, denn Vakuum (Nichts) wiegt nichts.

Allerdings ist es die Frage wie stabil und schwer der Behälter selbst ist.

Wenn dieser mehr Gewicht hat als das Wasser mit dem Volume des Behältrers, dann wird der Behälter sinken, ansonsten reicht der Auftrieb zum Schwimmen.

Ein leichter Behälter, in dessen Inneren ein fast perfektes Vakuum vorherrscht, würde sogar wie ein Heliumballon abheben. Dann schwimmt er erst recht im Wasser.

MEIngenieur 21.11.2014, 23:03

Die Erklärung ist natürlich auch nicht schlecht. Sie haben nur die Gewichtskraft vergessen.

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mgausmann 21.11.2014, 23:31
@MEIngenieur

deswegen leichter Behälter ;)

Desto besser das Vakuum, desto geringer dessen dichte, desto geringer die Masse der Teilchen in dem Volumen und desto geringer die Gewichtskraft ;)

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Das kommt auf das Material und das Volumen des Behälters an... Und "ziemlich hoher Unterdruck" ist eine etwas seltsame und ungenaue Umschreibung.

MEIngenieur 21.11.2014, 23:02

Naja, z.B. Hochvakuum.

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LadyAyleen 22.11.2014, 08:47
@MEIngenieur

Gut, aber das bringt einen auch nicht weiter. Ohne irgendwelche weiteren Angaben ist mit der Frage nicht viel anzufangen. Kann schwimmen, kann sogar abheben, kann aber auch sinken... Ich frage mich, weshalb der Fragesteller überhaupt auf diese Frage gestossen ist.

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MEIngenieur 22.11.2014, 22:25
@TomRichter
Gut, aber das bringt einen auch nicht weiter. Ohne irgendwelche weiteren Angaben ist mit der Frage nicht viel anzufangen. Kann schwimmen, kann sogar abheben, kann aber auch sinken... Ich frage mich, weshalb der Fragesteller überhaupt auf diese Frage gestossen ist.

Dafür ist ja die Mathematik gut :). Er schwimmt eben immer, solange die Dichte der Behälterwände kleiner ist als die des Wassers und oder das Volumen hinreichend groß ist.

Oder anders: solange die mittlere Dichte geringer ist als die von Wasser, geht er nie unter.

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Ob im Behälter ein Vakuum oder Luft ist, ist realtiv egal

prohaska2 22.11.2014, 13:06

Nö, ohne Luft wiegt er nicht dasselbe.

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horschd2991 22.11.2014, 15:19
@prohaska2

Nö, ohne Luft wiegt er nicht dasselbe.

Ich habe auch nie etwas gegenteiliges behauptet.

Natürlich wiegt auch Luft etwas. Bloß in Relation zum Gewicht des Behälters ist das Gewicht der Luft vernachlässigbar klein, sodass es bei einem schwimmendem Körper nahezu keinen Unterscheid macht.

Ob in einem, sagen wir 1 kg schweren Körper noch 1 g Luft drin ist oder nicht hat auf seine "Schwimmeigenschaften" einen vernachlässigbar kleinen Einfluss.

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horschd2991 23.11.2014, 11:23
@MEIngenieur

Damit es eine Rolle spielt müsste der Behälter extrem leicht sein und sein Volumen extrem Groß. Selbst bei einem sehr leichten Luftballon kann man die Luftmasse vernachlässigen, daher frage ich mich was für ein Behälter dann noch in Frage kommen soll.

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Bei manchen Menschen ist statt dem gehirn ein Vakuum und sie schwimmen doch!

Das kommt noch auf ganz viele andere Faktoren an: Die Oberflächenbeschaffenheit, die Größe, das Gewicht, Die spezifische Dichte des Behälters etc. etc. etc.

Man merkt, du hast keine Ahnung.

snafu0816 21.11.2014, 22:49

hätte ich Ahnung, hätte ich die Frage vermutlich nicht gestellt?

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calimera90 21.11.2014, 22:52
@snafu0816

Tja, das bringt dich aber auch nicht weiter, wenn du nichts zu dem Behälter sagen kannst. Aber ich kann ja mal in die Glaskugel schauen .....

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MEIngenieur 21.11.2014, 23:00

Nur die Dichte interessiert. Man merkt, du hast keine Ahnung.

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calimera90 21.11.2014, 23:07
@MEIngenieur

@MEIngenieur: owei, du solltest deinen Nicknamen dringend ändern! Deine Antwort ist gefährliches Halbwissen, oder du kannst schlichtweg nicht lesen. Nur bei massiv ausgefüllten Körpern kommt es alleine auf die spezifische Dichte an. Der Fragesteller schreibt aber von einem Behälter!. Ziemlich peinlich für dich!

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MEIngenieur 21.11.2014, 23:26
@calimera90

Tja calimera90, wieso lassen Sie die Leute die das können, nicht einfach ihre Arbeit machen?

Die Antwort ist, wenn überhaupt, nicht vollständig. Gefährliches Halbwissen kann das nicht sein denn ich habe, wie Sie hoffentlich lesen können, tatsächlich einen Ingenieursgrad. Ich machs jetzt für SIE speziell mal vollständig:

Erste These: Ein Behälter ist ein Konstrukt, dass über Wände verfügt. Diese Wände bestehen aus Materie, der eine Masse zugeordnet werden kann. Zweite These: Der Behälter enthält Hochvakuum, somit wiegt der Inhalt quasi nichts.

Natürlich kommt es nicht ganz allein auf die Dichte der Behälterwände an. Es gilt zwei Spezialfälle zu unterscheiden: Erster Spezialfall: Das Volumen der Behälterwände sei groß gegenüber dem Volumen des Vakuums. Dann, so sagt der alte Archimedes, hängt der Auftrieb lediglich vom Dichteverhältnis ab.

Zweiter Spezialfall: Das Innenvolumen entspricht dem Außenvolumen. Dann sind die Dichten unbedeutend, der Körper, sofern man ihn so nennen kann, erfährt Auftrieb.

Alles dazwischen schließt eben, mehr oder weniger, die Dichteverhältnisse mit ein.

Er fragte folgendes:

Angenommen ein abgeschlossener Behälter mit ziemlich hohen Unterdruck wird in Wasser geworfen.... wird er schwimmen oder untergehen?

Antwort: Er geht solange nicht unter, wie rhoBehälter größer ist als rhoverdrängtesWasser.

Und nun üben Sie sich bitte in Demut!

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calimera90 21.11.2014, 23:44
@MEIngenieur

Den Kommentar hätten Sie sich sparen können. Das weiß ich alles längst. Meine Demut gegenüber Ihnen ist mehr als gering, wenn ich Ihre schlauen Kommentar lese. Ingenieur? Papier ist geduldig.

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MEIngenieur 21.11.2014, 23:54
@calimera90
Den Kommentar hätten Sie sich sparen können.

Ganz ehrlich? Nein :)

Das weiß ich alles längst.

Das kommt noch auf ganz viele andere Faktoren an: Die Oberflächenbeschaffenheit, die Größe, das Gewicht, Die spezifische Dichte des Behälters etc. etc. etc.

Oberflächenbeschaffenheit? Wenn SIe es alles wissen, weshalb tun Sie dann so kompliziert? Lappen den armen Jungen noch voll?

Meine Demut gegenüber Ihnen ist mehr als gering, wenn ich Ihre schlauen Kommentar lese.

Welche zum Beispiel? War das jetzt Sarkasmus? Sind Sie irgendwie frustriert? :).

Ingenieur? Papier ist geduldig.

Soll ichs Ihnen vorrechnen? Gern können wir auch zusammen, wie bei Jugend forscht, ein paar Experimente dazu machen. Vielleicht verstehen Sie es ja dann?

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claushilbig 22.11.2014, 21:04
@calimera90

Auch ein leerer (oder auch gefüllter) Behälter hat als Einheit gesehen eine spezifische Dichte! Die kann man entweder aus den einzelnen Dichten der Komponenten berechnen oder einfach durch Wägung und Volumenmessung ermitteln.

Das ist keine Hexerei, sondern einfache Mittelstufen-Physik ...

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claushilbig 22.11.2014, 21:01

Das einzig Wichtige ist die durchschnittliche Dichte des Behälters (incl. seines Inhalts), wenn die geringer ist als die von Wasser (d. h. die spezifische Dichte relativ zu Wasser ist kleiner als 1), schwimmt das Ganze - welchen Einfluss sollte denn bitte die Oberflächenbeschaffenheit haben ??? Die Dichte folgt aus Größe und Gewicht, warum sollte man das getrennt betrachten ???

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MEIngenieur 22.11.2014, 22:30
@claushilbig

Das wollte mir die Dame ja nicht glauben. Ich würde ja zugerne mal ihren Beruf erraten...

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Es kommt nicht darauf an wie schwer der Behälter ist oder was drinn ist, sondern wieviel Wasser er verdrängt. Jeder Gegendstand der aufgrund seiner Form/seiner Bauart/seines Materials mehr Wasser verdrängt als er selbst wiegt, schwimmt.

teudschlerer 21.11.2014, 22:51

Zitat:"Es kommt nicht darauf an wie schwer der Behälter ist [...] Jeder Gegendstand der aufgrund seiner Form mehr Wasser verdrängt als er selbst wiegt, schwimmt. Zitat Ende.

Diese Antwort ist widersprüchlich. Ein Gegenstand muss mehr Wasser verdrängen, als er wiegt. Der Gliedsatz nach dem Beistrich sagt aber eindeutig, dass es eben doch auch vom Gewicht abhängt. Beispiel: Ein Bleistift geht unter, ein Stück Styropor in der gleichen Form eines Bleistifts schwimmt hingegen.

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Lupus77 21.11.2014, 22:58
@teudschlerer

Weil ein Bleistift aufgrund seiner Fläche weniger Wasser vergrängt als er wiegt, während Styropor wesentlich leichter ist und auf der selben Fläche genausou viel Wasser verdrängt wie es wiegt. Es ist also egal wie schwer ein Gegenstand ist, solange er nur so geformt ist das seine Fläche mehr Wasser verdrängt als er wiegt.

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teudschlerer 21.11.2014, 23:06
@Lupus77

Schon klar, aber es hängt eben von Form und Gewicht ab. Wenn ich das Styropor mit Blei fülle und die Form beibehalte, dann geht er schließlich auch unter, ohne an der Form etwas geändert zu haben.

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MEIngenieur 21.11.2014, 23:30
@teudschlerer

Das hat ja Lupus77 auch so geschrieben:

Es ist also egal wie schwer ein Gegenstand ist, solange er nur so geformt ist das seine Fläche mehr Wasser verdrängt als er wiegt.
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teudschlerer 21.11.2014, 23:39
@MEIngenieur

Ja, das hat er. Nur mit dem ersten Teil des Satzes bin ich nicht einverstanden. Um auf das Beispiel mit dem Styropor zurückzukommen: Das Stück Styropor in Form eines Bleistifts schwimmt im Wasser. Ich fülle es mit Blei. Die Form ändert sich nicht, das Gewicht erhöht sich. Nun wird das Stück untergehen. Das Styropor wiegt mehr, ist schwerer und geht unter, ohne das sich die Form geändert hat. Folglich hat eine Gewichtszugabe dazu geführt, dass das Objekt nun untergeht, also ist auch das Gewicht relevant.

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MEIngenieur 21.11.2014, 23:56
@teudschlerer

Er schreibt doch auch "WIEGT" :). Ist alles i.O., scheint nur ein Mißverständnis zu sein.

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MEIngenieur 21.11.2014, 23:56
@teudschlerer

Er schreibt doch auch "WIEGT" :). Ist alles i.O., scheint nur ein Mißverständnis zu sein.

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teudschlerer 22.11.2014, 00:04
@MEIngenieur

Wenn der Gegenstand mehr wiegt, dann ist er auch schwerer, hat also mehr Gewicht. Daraus ergibt sich aus dem Satz ein Zusammenhang zwischen Gewicht, Form, und "Schwimmverhalten". Es ist also meiner Meinung nach nicht richtig zu sagen, dass das Gewicht egal sei. Siehe auch mein Beispiel.

Das war aber nur als kleine Anmerkung zu einer sonst richtigen Antwort gedacht. Ich möchte hier wirklich nicht kleinkrämerisch sein.

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claushilbig 22.11.2014, 21:08
@teudschlerer

Zur Beruhigung der Gemüter: Hatte der erste Satz gelautet

"Es kommt nicht nur darauf an wie schwer der Behälter ist oder was drinn ist, sondern auch, wieviel Wasser er verdrängt. "

Dann wäre alles korrekt gewesen ...

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teudschlerer 23.11.2014, 11:07
@claushilbig

claushilbig hat es auf den Punkt gebracht. Wie gesagt, war nur als kleine Anmerkung zu verstehen. Ich habe nicht damit gerechnet, dass diese auf so viel Gegenwehr stößt :-).

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