Physikaufgabe, Auftriebskraft?

2 Antworten

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Knochendochen13
10.03.2020, 21:57

Die Formel für die Auftriebskraft ist:

Fa=(m verdr. Fl) * g

Fa steht dabei für die Auftriebskraft, m verdr. Fl für die Masse der verdrängten Flüssigkeit und g für den Ortsfaktor. Das ist eine Konstante, die ortsabhängig ist. Auf der Erde beträgt sie 9,81 N/kg.

Nun müssen wir die Masse der verdrängten Flüssigkeit berechnen. Um dies berechen zu können, müssen wir erstmal das Volumen der verdrängten Flüssigkeit berechen. In diesem Fall entspricht das Volumen der verdrängten Flüssigkeit dem des Quaders, da der Quader ja völlig unter Wasser getaucht ist. Wir berechen also erstmal das Volumen des Quaders. Die Formel dafür ist:

V=A*h

Also Grundfläche mal Höhe. Wir setzen nun die gegebenen Zahlen ein und erhalten:

V=9cm²*9cm=81cm³

Der Quader hat also ein Volumen von 81cm³. Also ist das Volumen der verdrängten Flüssigkeit auch 81cm³. Mithilfe der Dichte von Glycerin, die ja gegeben ist, können wir jetzt die Masse der verdrängten Flüssigkeit berechnen. Die Formel hierfür ist.

rho*V=m

Also Dichte mal Volumen ist Masse. Wir setzen nun ein.

1,26 g/cm³ * 81 cm³ = 102,06 g

Nun haben wir die Masse der verdrängten Flüssigkeit und somit alle Angaben, um die Auftriebskraft zu berechen.Vorher rechnen wir aber noch Gramm in Kilogramm um, damit sich die Einheiten weggkürzen.

102.06 g = 0,10206 kg

Wir setzen nun in die obige Formel ein:

Fa=0,10206 kg * 9,81 N/kg = 1,0012086 N

Die Auftriebskraft beträgt also 1,0012086 N.
Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
Knochendochen13  10.03.2020, 22:10

Ergänzung: In der Aufgabe war nicht nach der Auftriebskraft, sondern nach der Tauchgewichtskraft gefragt. Die Tauchgewichtskraft ist die Differenz aus Gewichtskraft und Auftriebskraft. Die Formel dafür lautet:

Ft=Fg-Fa

Also Tauchgewichtskraft ist Gewichtskraft minus Auftriebskraft. Die Auftriebskraft haben wir ja schon, nur noch die Gewichtskraft fehlt. Die Formel dafür ist:

Fg=m*g

Zuerst müssen wir allerdings die Masse des Quaders berechnen. Dazu nehmen wir wider diese Formel und setzen ein:

rho*V=m

8,3 g/cm³ * 81 cm³ = 672,3 g = 0,6723 kg

Das könne wir jetzt in die Formel für die Gewichtskraft einsetzen:

Fg=0,6723 kg * 9,81 N/kg = 6,595263 N

Das wiederum setzen wir jetzt in die Formel für die Tauchgewichtskraft ein:

Ft=6,595263 N - 1,0012086 N = 5.5940544 N

Der Federkraftmesser würde also 5.5940544 N anzeigen.
verreisterNutzer
10.03.2020, 21:20

Hallo du brauchst hier die Formel

Rho=m/v

8,3 g / cm²

V berechnen über die Formel für den Quader und bekommst dabei ein Volumen in Kubik (cm, m) Einheit

Gewichtskraft F=m*g

Auftriebskraft F=rho(glycerin) *v*g
Lena18391 
Beitragsersteller
 10.03.2020, 22:01

Die Formel vom Quader wäre dann ja a*b*c , aber hier ist nur die Grundfläche da, müsste man dann einfach 9*9 oder wie wäre es dann ?

verreisterNutzer  10.03.2020, 22:07
@Lena18391

Genau v wären dann 81cm³

Daraus kannst du jetzt die Masse berechnen

m= 0,10206 kg(Berechnung siehe obige Antwort)

F=m*g