Physikalische Frage zum Druck?

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3 Antworten

Ein Objekt, das schwimmt, verdängt so viel Wasser wie er selbst wiegt.

Bsp1: Eiswürfel ohne Metalkugel.

Du frierst Wasser Masse m ein. Du legst den Eiswürfel ins Wasser. Der Eiswürfel verdängt genauso viel Wasser wie er wiegt- so viel wie das für die Herstellung benötigte Wasser auch gewogen hat- m.

->Wenn der Eiswürfel schmiltzt, ändert sich gar nichts.

Bsp2: Eiswürfel mit Metalkugel.

Du frierst eine Metalgkuel der Masse mk im Wasser, der Masse mw, ein.

Der Eiswürfel(mit Kugel) verdängt jetzt mk+mw Wasser.

Vergleichst du jetzt einen Eiswürfel ohne Kugel mit dem Eiswürfel mit Kugel (die Eiswürfel haben gleiche Volumina), stellst du fest, dass der Eiswürfel mit Kugel mehr wiegt, als der ohne Kugel.

Wenn das Eis geschmolzen ist, kommt so viel Wasser dazu wie man zum Einfrieren genommen hat. Die Kugel verdängt jetzt so viel Wasser, wie sein Volumen ist.

Das heißt als Der Eiswürfel noch nicht geschmolzen war, wurde ein Volumen V des Wassers verdrängt: Vganz=(mw+mk)*/rho(wasser)

Nach dem Schmelzen beträgt der Zusätzliche Volumenanteil:

Vschmelz= mw/rho(wasser)+mk/rho(kugel)

Vschmelz<Vganz, da rho(Kugel) größer ist als rho(wasser)


-> Der Wasserspiegel sinkt.

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Der Eiswürfel muss so viel Wasser zusätzlich verdrängen, dass es für den Auftrieb der Eisenkugel sorgt, also die der Eisenkugel entsprechnde Masse, und die ist mehr als das Volumen der versinkenden Eisenkugel.

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.. also, eigentlich gehe ich davon aus, dass garnix mit dem Wasserspiegel passiert.

Gedankenspiel:

Fülle Wasser in eine Badewanne, und wirf zB ein 1 kg gefrorenes Wasser ein, der Spiegel steigt; das verdrängte Wasser hat das selbe Volumen wie der eingetauchte Teil des Eisblocks.

Schmilzt das Eis, bleibt der Wasserstand gleich, da der vollständig geschmolzene Eisblock das verdrängte Wasser ersetzt.

So, nun mit Eisenkugel:
im wesentlichen wie oben; nur eben taucht der Eisblock tiefer ein, verdrängt also von vornherein mehr Wasser. Schmilzt er, bleibt der Wasserstand wiederum derselbe wie zuvor.
Voraussetzung: der Eiswürfel mit der Kugel schwimmt noch und wird nicht vollständig von Wasser umschlossen. (.. dann würde der Pegel tatsächlich sinken).

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Kommentar von Dragon2002x
18.04.2016, 21:30

Wie schon in der Aufgabe erwähnt, schwimmt der Eisblock mit dem Eisenwürfel. Dann schmilzt er ... Und dann gehts darum was dann passiert

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