Prinzip von Archimedes.
Für die Wiedergabe der Simulationen auf dieser Seite benötigt
man die Java-Runtime-Environment. Das Laden und Aktivieren der Java-Applets benötigt etwas Zeit.
Bitte nicht "Start" klicken, bevor das Applet vollständig
geladen ist. |
Mit diesem Java-Applet kann man virtuelle Versuche zum Satz des Archimedes
durchführen.
Ein Körper wird an einem Seil in ein Wasserbecken eingeführt.
Schwimmt er oder sinkt er und wovon hängt dies ab?
Wenn Du die Fragen / Aufgaben mit Verstand durchgearbeitet hast, müsstest Du das Prinzip von Archimedes verstanden haben.
Die Dichte
von Wasser wird mit genau 1,0 g/cm3angenommen.
Sie hängt in der Realität etwas von Druck und Temperatur ab.
Fragen / Aufgaben:
1.) Klotz mit einer Dichte von 0,5 g/cm3
Belasse die Grundeinstellungen. Der Klotz besteht nun aus Holz der Dichte 0,5 g/cm3.
- Welches Volumen hat der Klotz?
- Welche Masse hat der Klotz?
- Welche Gewichtskraft Fg wirkt auf ihn?
Klicke nun auf "Start". Der Klotz wird an einer Schnur ins
Wasser gelassen.
Stoppe die Animation, wenn der erste rote Ring des Klotzes ins Wasser
eingetaucht ist.
Verwende dazu die Tasten "Pause" und ggf. auch die
"Schritt" Tasten.
- Welches Wasservolumen hat der Klotz verdrängt, wenn der erste rote Ring gerade eingetaucht ist?
- Welche Masse hat dieses verdrängte Wasser?
- Welche Gewichtskraft erfährt das Wasser, das verdrängt wurde?
- Wie groß ist nun die Auftriebskraft Fa ?
Setze nun die Animation fort (Taste "Schritt >>").
- Wie groß ist das Volumen des verdrängten Wassers, wenn der erste weiße Ring eingetaucht ist?
- Wie groß ist die Masse des verdrängten Wassers nun?
- Wie groß ist die Gewichtskraft des verdrängten Wassers und die Auftriebskraft Fa?
Lasse die Animation nun bis zum Ende durchlaufen (Taste "Start")
- Wie weit taucht der Klotz ein?
- Warum sinkt er nicht weiter ein?
- Vergleiche die Gewichtskraft des Klotzes und die Auftriebskraft Fa!
- Vergleiche die Gewichtskraft des Klotzes und die Gewichtskraft des verdrängten Wassers!
2.) Klotz mit einer Dichte von 0,7 g/cm3
Wähle nun einen Klotz mit einer Dichte von 0,7 g/cm3 und lasse die Animation bis zum Ende durchlaufen.
- Wie weit taucht dieser Klotz ein?
- Vergleiche wieder die Gewichtskraft des Klotzes mit der Auftriebskraft Fa bzw. der Gewichtskraft des verdrängten Wassers.
- Kannst Du eine Regel formulieren, wie weit der Klotz eintaucht?
Überprüfe Deine Idee, indem Du einen Klotz mit 0,9 g/cm3 wählst und den Versuch wiederholst.
3.) Klotz mit einer Dichte größer als 1,0 g/cm3
Wähle nun einen Klotz aus, dessen Dichte größer als 1,0 g/cm3 ist, also dessen Dichte größer als die Dichte von Wasser ist.
- Was geschieht mit diesen Klötzen?
- Kannst du das mit den Kräften, die auf die Klötze wirken, begründen?
- Wie viel Wasser müsste ein Klotz von 1,5 g/cm3 verdrängen, damit er schwimmen könnte?
Diese Seite können Sie in Ihrem Unterricht auch ohne einen Internet-Zugang nutzen:
Sie müssen dazu die gepackte Datei (archimedes.zip) herunterladen und
in ein Verzeichnis entpacken.
Das Paket enthält die Internet-Seite und alle darauf befindlichen Bilder.
Die nötigen Java-Achive sind ebenfalls enthalten.
Ihr Browser muss aber genauso für die Wiedergabe von Javascript und Java eingerichtet sein.
Die Datei herunterladen :
archimedes.zip  |
Nutzungsbedingungen:
Der Inhalt der Zip-Datei darf auf Einzelrechnern und Schulservern
gespeichert werden.
Sie dürfen die Dateien für Unterrichtszwecke an Kolleginnen und
Kollegen weitergeben.
Beachten Sie aber bitte unbedingt das Copyright der Autoren.
Sie dürfen den Inhalt der Seite nicht verändern.
Eine Publikation der Seite, in welcher Form auch immer, bedarf der
ausdrücklichen Zustimmung.
 |
Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets von Wolfgang
Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA ( |