Kraft berechen, damit ein Taucher unter Wasser bleiben kann

spider10 · Anmeldungsdatum: 12.01.2011 Beiträge: 12

Hallo,

bei der Aufgabe soll der Betrag der Kraft berechnet werden, damit ein Taucher unter Wasser bleiben kann. Gegeben ist die Masse des Tauchers, seine Dichte und das Dichteverhältnis von Seewasser zu reinem Wasser. Ich weiß nicht wie ich an diese Aufgabe rangehen soll. Könnt ihr mir weiterhelfen? Danke

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

mögliche Tipps:

Was weißt du bisher schon so alles über das Thema Auftrieb?

Kannst du mit den Angaben der Aufgabenstellung die Dichte von Salzwasser ausrechnen, wenn du die Dichte von normalem Süßwasser schon kennst?

Schreibe also gerne mal, was du bisher schon alles zu der Aufgabe versuchen kannst, und wie weit du damit selbst schon kommst. Gib auch gerne die komplette wörtliche Aufgabenstellung hier mit an.

spider10 · Anmeldungsdatum: 12.01.2011 Beiträge: 12

Also ich hab folgendes über den Auftrieb gefunden: Nach dem Prinzip von Archimedes erfährt ein vollständig in einer Flüssigkeit oder Gas eingetauchter Körper eine Auftriebskraft, die der Gewichtskraft des Volumens der verdrängten Flüssigkeit entspricht.

Die Dichte des Wassers hab ich mit: 1050kg/m3 berechnet.

Folgende Formel verwendet:
Kraft: V (Körper) * g * (Dichte Körper - Dichte Wasser)

Angaben aus der Aufgabe: m (Taucher)= 80kg, seine Dichte: 920kg/m3 und das Dichteverhältnis Seewasser zu reinem Wasser: 1,05.

Ich kam auf das Ergebnis: -110,895 N. Stimmt dieses Ergebnis oder muss ich eine andere Formel verwenden?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Einzelteile, die du da bisher aufgeschrieben hast, machen prima Sinn smile

Was meinst du mit dem Minuszeichen im Endresultat?

Magst du vielleicht mal genauer dazuschreiben, welche Dinge du jeweils wie bei deinen Zwischenschritten ausgerechnet hast, und kannst du damit erklären, wie du damit auf ein Ergebnis mit negativem Vorzeichen kommst?

Je weniger du mit Fertigformeln arbeitest, und je mehr du selbst verstehst, was du da jeweils rechnest, um so besser kannst du so eine Aufgabe sinnvoll lösen und verstehen smile

spider10 · Anmeldungsdatum: 12.01.2011 Beiträge: 12

Ich hab die Aufgabe so gerechnet:
V = m/Dichte => 80kg/920kg/m3=0,086956 m3
F = 0,086956 m3 * 9,81m/s2 * (920Kg/m3 - 1050kg/m3)= -110,8956 N
Das Minus entsteht dadurch, dass die Dichte des Körpers kleiner als die des Wasser ist. Mehr kann ich dazu auch nicht sagen. Siehst du den Fehler?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Na, der Fehler ist hier vielleicht vor allem, dass du etwas rechnest, und noch nicht weißt, was das konkret bedeutet?

Welche zwei Kräfte stecken in deiner Rechnung in den Formeln versteckt drin, in welche Richtung zeigen sie jeweils, und welche von beiden ist stärker?

Wie würdest du einen Antwortsatz für deine Aufgabe formulieren, der dem Taucher sagt, welche Kraft auf ihn zusätzlich in welche Richtung wirken muss, damit er nicht aufsteigt?

spider10 · Anmeldungsdatum: 12.01.2011 Beiträge: 12

In der Formel ist die Gewichtskraft des Tauchers minus der Auftriebskraft enthalten. Die Gewichtskraft zeigt nach unten, die Auftriebskraft nach oben. Die Auftriebskraft ist momentan noch größer als seine Gewichtskraft. Damit der Taucher nicht aufsteigt muss seine Gewichtskraft seiner Auftriebskraft enstprechen. Die Gewichtskraft ist jedoch noch um 110,89 N zu klein, d.h. diese Kraft ist noch zusätzlich erforderlich, damit der Taucher nicht aufsteigt. Ok. Jetzt müsste die Aufgabe stimmen. Danke nochmals für deine Hilfe!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, und diese zusätzliche Kraft auf den Taucher muss dann natürlich nach unten wirken, damit er nicht aufsteigt smile