Schwimmen und sinken?
Was stimmt denn jetzt
Ein Körper schwimmt, wenn die Auftriebskraft größer als die Gewichtskraft ist. Ein Körper schwebt, wenn die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft ist. Ein Körper sinkt, wenn die Auftriebskraft kleiner als die Gewichtskraft ist.
Ist die Dichte eines Stoffes größer als die Dichte von Wasser (1 g / cm3), dann sinkt der Körper ab. Ist die Dichte des Stoffes kleiner als 1 g / cm3, dann schwimmt der Körper. Die Dichte bestimmt, ob ein Körper schwimmt oder sinkt.
Was ist denn jetzt entscheidend.
4 Antworten
Ein Körper schwimmt, wenn die Auftriebskraft größer als die Gewichtskraft ist.
Ist zwar richtig gemeint, aber wenn man das wirklich 1:1 so sagen würde, dann würde der Körper ständig aufsteigen, bis ins Nirvana.
Der Körper steigt so weit auf, bis er weit genug aus dem Wasser ragt dass Auftriebskraft und Gewichtskraft sich gegenseitig ausgleichen. Das ist im Grunde genauso der Schwebezustand wie im 2. Fall.
Was ist denn jetzt entscheidend.
Es ist beides dasselbe. Denn Auftriebskraft und Gewichtskraft hängen ganz direkt von der Dichte eines Körpers ab, wenn man dessen Volumen als konstant annimmt. Dichte * Volumen = Masse, und wenn das Volumen konstant ist, ist die Dichte proportional zur Masse.
Ein Körper schwimmt, wenn die Auftriebskraft größer als die Gewichtskraft ist. Ein Körper schwebt, wenn die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft ist. Ein Körper sinkt, wenn die Auftriebskraft kleiner als die Gewichtskraft ist.
Der erste Satz ist so nicht richtig: Wenn ein Körper schwimmt, sind Auftriebskraft und Gewichtskraft betragsmässig gleich, der Körper befindet sich ja in einem Kräftegleichgewicht, und weitere Kräfte wirken nicht auf ihn. Der Körper ist in diesem Fall aber nur teilweise in die Flüssigkeit eingetaucht. Nur, wenn man ihn unter Wasser/in die Flüssigkeit drücken würde, wäre die Auftriebskraft betragsmässig grösser als die Gewichtskraft.
Also nochmals die drei Fälle zusammengefasst:
Körper schwimmt: Körper nur teilweise eingetaucht in die Flüssigkeit, und zwar gerade so, dass sich ein Kräftegleichgewicht einstellt, d.h., es gilt Auftriebskraft=Gewichtskraft. Dichte des Körpers < Dichte der Flüssigkeit.
Körper schwebt: Körper ganz eingetaucht. Auftriebskraft=Gewichtskraft (gleicher Betrag). Dichte des Körpers = Dichte der Flüssigkeit
Körper sinkt ab: Auftriebtskraft betragsmässig grösser als Gewichtskraft. Körper sinkt, bis am Grund die Normalkraft für ein Kräftegleichgewicht sorgt. Dichte des Körpers > Dichte der Flüssigkeit.
Naja, die Dichte sagt ja aus, wie schwer der Körper ist.
Das Gewicht des verdrängten Wassers ist Dichte_Wasser mal Volumen.
Das Gewicht des Körpers ist Dichte_Körper mal Volumen.
Auf beiden Seiten der Gleichung steht also das Volumen, also kannst du es wegkürzen. So kommst du von dem oberen Zusammenhang auf den Unteren.
Beachte dabei, dass die Dichte von Wasser vom Druck abhängt. Oben am Meeresspiegel beträgt sie annähernd 1g/cm³, aber wenn du absinkst, steigt sie. Daher "schweben" manche Objekte unter Wasser, sie sinken so weit ab bis das Wasser eine Dichte erreicht, die höher ist als die Dichte des Objekts.
Beides. Das verhältniss von Auftriebskraft und gwichtskraft wird durch das Dichtevverhältniss durch die beiden Stoffe bestimmt.
Die Auftriebskraft ist imgrunde nichts anderes als die gewichtskraft der verdrängen flüssigkeit.