welcher Körper sinkt schneller?
Zwei Kugeln mit gleicher Dichte, beide befinden sich in Wasser.
eine Kugel ist größer als die andere, welche sinkt schneller?
5 Antworten
Die größere.
Wenn die Kugeln sinken, ist deren Auftrieb geringer, als ihre Gewichtskraft. Die resultierende Kraft wirkt nach unten.
Wenn sich das Volumen z.B. verdoppelt, so verdoppeln sich beide Kräfte, aber auch die Differenzkraft! Das bedeutet, die resultierende Kraft, die nach unten wirkt, wird größer.
Leider steht nichts über die Dichte der beiden Körper in deiner Frage. Wenn die Dichte kleiner oder gleich 1 g/cm³ ist, dann ist die Antwort ganz einfach.
Vermutlich sollen die Körper untergehen, also ist deren Dichte größer als die des Wassers.
Da man in der Schule beim Thema Auftrieb sicher nicht mit der Stokes'schen Formel umgeht, vernachlässigen wir die Reibung.
Denke einmal nach: Wenn sie untergehen, muss eine Kraft nach unten wirken. Wodurch kommt diese Kraft zustande? Gibt es eine Kraft, die auch nach oben wirkt?
Notiere diese resultierende Kraft: Fres = F1 - F2
(du solltest jetzt wissen was F1 und F2 sind)
Wenn das Volumen des 2. Körpers doppelt so groß ist, wie das des ersten Körpers gilt: Fres = 2*F1 - 2*F2 = 2(F1-F2)
Was bedeutet das?
Bei Stoke'scher Reibung ist die Reibungskraft proportional zu v.
Fr = 6 π R η v
Schaffst du den Rest?
Kannst Du ausprobieren. Mit einem Sandkorn und einem Kiesel.
Falls Ihr aber, wie so oft in der Schule, "ohne Reibung" rechnen sollt, evtl. auch die Reibung in Flüssigkeiten und Gasen noch gar nicht hattet, sieht das anders aus.
Was ist denn Dein bisheriger Ansatz, um die Aufgabe zu lösen?
Auftrieb in Luft ist aber witzlos.
Warten wir ab, ob und was der Fragesteller dazu sagt.
Hast du dir schon mal Gedanken gemacht, mit welcher Potenz Gewicht-Auftrieb und Reibungskraft vom Durchmesser abhängen?
Wenn man das Experiment extra im Wasser macht, dann sicher nicht, um ohne Reibung zu rechnen.