Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

Dieses Thema im Forum "Physik" wurde erstellt von firefighter1410, 27 Dez. 2012.

  1. Hallo zusammen,

    Ich muss für meinen Physikprof eine Aufgabe vorbereiten, was ich auch getan habe. Beim Vorstellen war er allerdings nicht zufrieden mit der Herleitung der Formel. So wie ich es verstanden habe, ist das Ergebnis aber richtig.
    Nun darf Ich nochmal ran, aber Ich finde den Fehler nicht:confused:

    Es handelt sich um folgende Aufgabenstellung:
    Welche Fläche muss ein 0,3m dicker Eisblock, der auf dem Wasser schwimmt, mindestens haben, um ein Auto zu tragen, das eine Masse von 1100kg hat ?

    Ich habe dann die Formel für das Gewicht eines Körpers in Flüssigkeit verwendet:

    G'=G-Fa= Vxg x (dichte,Körper - dichte,Flüssigkeit)

    diese dann umgestellt nach A, da V=A x h:


    A= -Fg / h x g x (dichte,Körper-dichte,Flüssigkeit)

    und erhalte A=45,83m²

    Eventuell hat ja jemand eine Idee;)
     
  2. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Hallo!

    Ein Körper schwimmt, wenn er soviel Wasser verdrängt wie er selber wiegt.
    1100 kg = 1,1m³ Wasser was verdrängt werden muß.
    1,1m³/ 0,3 m = 3,666666m²

    Dabei würde der Eisblock in der gesamten Höhe eintauchen (max. Tiefgang). Da Eis mit einer Dichte von 0,9168 g/cm³ bei 0°C angegeben wird, kann das Eigengewicht vernachlässigt werden. Die erforderliche Fläche wird also noch geringer, da das Eis noch Auftrieb durch die Dichtedifferenz erzeugt.
    Nehme ich also die 1,1 t des Autos und rechne das in Masse Eis um, so erhalte ich 1,00848 m³ Wasser die Das Eis verdrängen muß, um getragen zu werden. Das durch die 0.3 m ergibt eine Fläche von 3,3616 m²!

    Ich erhebe keinen Anspruch auf Richtigkeit dieses Lösungsansatzes!
     
  3. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Ach halt, der zweite Teil stimmt glaube ich nicht ganz, da ja nur die Dichtedifferenz den Auftrieb erzeugt.
    Also Dichte Wasser - Dichte Eis = 1kg/m³ * 0,9168 kg/m³ = 0,0832 kg/m³.
    Das mal g ergibt die Kraft (Auftrieb) die den Eisblock zusätzlich nach oben drückt.
    Also 0,0832 kg/m³ * 1100 kg * 9,81 m/s² = 897 N an zusätzlichem Auftrieb.

    Ich denke wenn du jetzt diese Ansätze in die Richtige Form bringst, sollte sich eine Lösung ergeben mit der dein Prof zufrieden ist.
     
  4. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Danke schonmal für deine Mühe, aber Ich glaube du hast da einen Zahlendreher drin:
    Zuerst hast du für die Dichte von Eis 0,9168 g/cm³ angegeben.
    Im zweiten Ansatz 0,9168 kg/m³

    Ist die Dichte von Eis nicht 920 kg/m³ ?
     
  5. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Hallo!

    Was die Dichte angeht, siehe hier

    http://de.wikipedia.org/wiki/Eis

    Was den Zahlendreher angeht hast du recht! Sind dann 916,8 kg/m³.

    Also sind das dann 1000kg/m³ - 916,8 kg/m³ = 83,2 kg/m³ * 9,81 m/s² * 1,1 m³ = 897,8 N

    Stimmt zufällig also trotzdem!
     
  6. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    oh,mein Fehler:D
    Jetzt stehe ich aber trotzdem noch ein bisschen auf dem Schlauch:confused:
     
  7. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Wieso das?
     
  8. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Wie komme ich den jetzt auf die Fläche ?
     
  9. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Hi,

    Auftrieb: FA
    [TABLE="class: grid, width: 350"]
    [TR]
    [TD]FA = \rho Flüssigkeit * g * VVerdrängung[/TD]
    [/TR]
    [/TABLE]


    \rho Flüssigkeit = Wasser
    g = Fallbeschleunigung (9,81 m/s2 )

    VVerdrängung = Volumen unter Wasser

    -------------------------------------------------------



    Gewichtskraft: FG
    [TABLE="class: grid, width: 200"]
    [TR]
    [TD]FG = m * g[/TD]
    [/TR]
    [/TABLE]

    m = Masse
    g = Fallbeschleunigung (9,81 m/s2 )










    So, der Körper schwimmt.
    FA = FG
    Auftrieb.jpg







    [TABLE="class: grid, width: 1200"]
    [TR]
    [TD]FA = FG[/TD]
    [TD][/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * VVerdrängung = m * g[/TD]
    [TD][/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * VVerdrängung = Vgesamter Körper * \rho Körper * g[/TD]
    [TD]VVerdrängung = Volumen unter Wasser
    Vgesamter Körper = Volumen des gesamten Körpers[/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * A * ht = A * h * \rho Körper * g[/TD]
    [TD]A = Grundfläche des Körpers
    h = (Gesamt) Höhe des Körpers

    weil Volumen:
    V = A * h[/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * A * ht = A * h * \rho Körper * g[/TD]
    [TD]Links steht hier ht :
    ht ist die Eintauchtiefe des Körpers.

    Du schreibst nicht wie weit eingetaucht
    -> also ht = h, weil da steht ja das Auto drauf
    Eisblock muss mit der Oberkante bündig mit der Wasserlinie sein[/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD][/TD]
    [TD][/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD][/TD]
    [TD][/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]Das Auto auf dem Eisblock:[/TD]
    [TD] Eisblock + Auto.jpg [/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]FA = FG[/TD]
    [TD][/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * VVerdrängung = m * g[/TD]
    [TD][/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * VVerdrängung = mGesamt * g[/TD]
    [TD]so du hast aber noch ein Auto auf dem Eisblock
    mGesamt = mEisblock + mAuto[/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * VVerdrängung = mEisblock * g + mAuto * g[/TD]
    [TD][/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD]\rho Flüssigkeit * g * VVerdrängung = Vgesamter Körper * \rho Körper * g + mAuto * g
    [/TD]
    [TD]Der Rest dann wie oben.

    Wegen der Fläche:
    Formel noch etwas umstellen -> fertig
    [/TD]
    [/TR]
    [/TABLE]





    [TABLE="class: grid, width: 400"]
    [TR]
    [TD="align: center"]1 \frac{g}{cm^{3} } = 1 \frac{kg}{dm^{3} } = 1 \frac{t}{m^{3} } [/TD]
    [/TR]
    [/TABLE]




    [TABLE="class: grid, width: 500"]
    [TR]
    [TD]----> *1000[/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD="align: center"]\frac{kg}{dm^{3} } in \frac{kg}{m^{3} } [/TD]
    [/TR]
    [TR]
    [TD="align: right"]<----- / 1000[/TD]
    [/TR]
    [/TABLE]







    Mfg
    shifty
     
    #9 shifty83, 28 Dez. 2012
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 28 Dez. 2012
  10. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Wenn dein Lehrer mit der Herleitung nicht zufrieden ist, dann könntest du deine Herleitung mit Beispielaufgaben deines Lehrers vergleichen. Dein Lehrer könnte eine bestimmte Reihenfolge der Aufgabenbearbeitung verlangen. Dein Lehrer könnte bestimmte Teile oder Angaben in einer Aufgabenbearbeitung verlangen.

    Möglichkeiten:
    - Eine Skizze wird verlangt.
    - Alle verwendeten Buchstaben in den Formeln müssen beschrieben sein.
    - Bei Formeln wird eine Quellenangabe verlangt.
    - Bei Materialkonstanten wird eine Quellenangabe verlangt.
    - Das Ergebnis muss als vollständiger Satz formuliert sein.
     

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  11. AW: Physik Aufgabe Thema: Auftrieb

    Ich hab die Herleitung jetzt in Ordnung gebracht. Die Formel die ich benutzt habe war nicht ganz der richtige Weg, kam aber zufällig aufs gleiche Ergebnis:LOL:

    Danke an alle die sich die Mühe gemacht haben mir zu helfen, hätte nicht gedacht das sich da jemand so intensiv mit beschäftigt.
    Vielen Dank !!
     

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