Auftrieb Verdrängung

Banana · Gast

Meine Frage:
Hallo,

ich habe eine Frage bez. des Verhaltens von verdrängten Körpers, bzw.
des Verhaltens von Körpern die von vorneherein nichts verdrängen.
Hier mein GEdankenexpermient:

Man möchte versuchen ein leichteres Medium(ein abgeschlossener Körper,leichter als Luft) ins Wasser einzuführen.
Die Auftriebskraft soll dabei neutralisiert werden indem zuvor, im wohlgemerkt abgeschlossenen System , die Luft entfernt wird.
Nachdem die Luft entfernt wurde (der Körper befindet sich bereits im abgeschlossenen Behälter) füllt man nun Wasser hinein. (ohne dass luft mit hinein strömt.
Zuletzt lässt man wieder Luft einströmen.

Nun meine Frage :
Wie wird sich der Körper verhalten?
A Wird er über die Oberfläche schnellen?
B Wird er mit seinem ganzen Körperumfang gerade unterhalb der Wasseroberfläche schwimmen?

Meine Ideen:
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Banana · Gast

kleine Korrektur: der Körper ist natürlich schwerer als Luft aber leichter als Wasser.

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Das geht irgendwie nicht, Banana, denn das Wasser im Vakuum wird kochen. D.h. es sind Dampfblasen im Wasser und das Wasser trägt sozusagen weniger gut (siehe Bermudadreieck).
Ansonsten wäre es ziemlich egal, ob Luft vorhanden ist oder nicht - man muss halt von der Dichte des Wassers die Dichte der Luft subtrahieren, wenn Luft vorhanden ist.

Banana · Gast

hallo isi,

ich hab da mal ein kleines Experiment durchgeführt.
Ein schüssel wurde mir wasser gefüllt.
In ein Glas gab ich bis zur Hälfte des Volumens kleine Styroporkugeln.
Dann drehte ich das GLas um- ohne dass die Kügelchen hinausfielen- und tauchte es kurz unterhalb der Wasseroberfläche in der Schüssel ein.
In das Glas (ein Plastikbecker) stach ich auf der Unterseite ein Loch, steckte einen Strohhalm hinein und dichtete die Einstichstelle mit Knete ab.
Schließlich saugte ich die Luft aus dem Becher ab und das Wasser begann irgendwann den Zwischenraum zwischen den Kügelchen auszufüllen.
Auftrieb adé.

Prost

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Wieso meinst Du, dass da kein Auftrieb mehr wirkt? Die Kügelchen werden ja dann auch gegen den Boden des Plastikbechers gedrückt, oder?

Gruß
Marco

Banana · Gast

hallo as string

ich bin der Meinung es herrscht dann kein Auftrieb mehr.
Zumindestens habe ich keine 150 gramm Auftrieb an meiner Hand gespürt.
Es geht doch darum.
Nehmen wir mal an ich würde ein Glas mit Styroporkugeln nicht mit Wasser sonder mit Sand füllen. Der Sand würde in die Zwischenräume fließen.
Vielleicht ein schlechtes Bsp.
Aber man sollte doch prinzipiell meinen, dass etwas schwereres etwas leichteres begraben sollte, vorausgesetzt man entkoppelt das System aus den vorherigen atmosphärischen Bedingungen.

Ich habe in diesem Fall ja auch nicht das Wasser verdrängt sonder zuvor mit meiner Lunge einen Teil der Atmosphäre.

Sodass alles am Ende alles logisch geschichtet ist.
Unten das schwere Wasser, dann Styroporkugeln (dichte von 15kg/m³),
dann die Luft.
Man muss sich das so vorstellen.
Die Schicht mit den Styroporkugeln stellt nun ein sehr poröses Gefäß dar in das man Wasser hineinschütten könnte und es lagert auf einer weiteren Schicht Wasser.

Banana · Gast

Also, ich hab das Experiment nochmal durchgeführt.
Keine Auftriebskraft. Im Gegenteil.
Das Gewicht des hochgezogenen Wassers zieht nach unten.
Wie gesagt, ich hab Kein Wasser verdrängt.
Sondern vorher nur Raum evakuiert.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Ja natürlich wird der Becher schwerer, wenn Du das Wasser darin hoch ziehst. Aber die Kügelchen werden dann doch trotzdem vom Becherboden nach unten gedrückt. Irgendwie verstehe ich nicht so ganz, was Du meinst, glaube ich.
Vielleicht nochmal anders: auf den Becherboden wirken verschiedene Kräfte. Einmal durch den äußeren Luftdruck eine Kraft von oben. Die wird zu Beginn aber dadurch ausgeglichen, dass auch ein entsprechender Luftdruck von unten wirkt. Diesen verringerst Du dich das abbauen der Luft, weil jetzt die Wassersäule durch ihr Gewicht einen Gegendruck aufbaut.
Du ziehst weiter die Luft raus auch aus den Zwischenräumen zwischen den Kügelchen.dadurch werden diese durch den Auftrieb zwar nach oben an den Becherboden gedrückt, aber die Wassersäule nimmt noch mehr Druck von unten weg, so dass zum Halten des Bechers mehr Kraft benötigt wird.

Gruß
Marco

Banana · Gast

Ich glaube du verstehst dann nicht so ganz was ich meine.
Im Prinzip ist doch so.
Die Kügelchen sind eigentlich nicht wirklich unter Wasser.
Es bilden sich Säulen von Styroporkugeln neben Säulen von Wasser die bis an die Wasseroberfläche reichen.
Stell es dir so vor.
REchteckige Styroporkugelsäulen (also Pfeiler) die mit ihrer einfachen Kantenlänge voneinander entfernt stehen.
IN meinem Fall handelt sich um perlenkettenförmige Säulen.
In den Zwischenräumen türmen sich Wassersäulen auf.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Banana · Gast

Nun ja. Die Sytro-säulen stehen auf dem Wasser das ist richtig.
DAs Wasser auf Wasser.
Vielleicht mag dieses Konzept auch seltsam anmuten , da die Körper Kugeln sind.
Keine Ahnung wie es noch erklären könnte.

PS:

Ich will keinen Hauptsatz der Thermodynamik verletzen. Keine Sorge.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Vielleicht hilft ja eine Skizze? Ich werde später einmal aufzeichnen, was ich so verstanden habe, dann haben wir zumindest eine Basis.

Banana · Gast

Gute Idee.

Hier der Scan.

fotos-hochladen.net/uploads/scannen0001wk8hern2v9.jpg

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Ja, aber dann ist es schon so, wie ich mir das vorgestellt habe.
Aber es ist doch offensichtlich, dass die Styropor-Kügelchen vom Wasser durch den Auftrieb nach oben gegen den Becherboden gedrückt werden. Ich verstehe einfach nicht, warum Du auf die Idee kommst, dass es da kein Auftrieb gäbe.
Außerdem sucht sich das Wasser nicht "den Weg des geringsten Widerstandes". Es geht halt einfach in die Zwischenräume.

Wenn Du den Becher nur halb mit Styropor gefüllt hättest, dann wären die Kügelchen erst unten gewesen und am Ende auch oben gegen den Becherboden gedrückt. Was denkst Du, warum die "ohne Auftrieb" nicht einfach aus dem Becher raus auf den Grund des Wasserbeckens sinken? Irgendwie machen Deine Ansichten für mich keinen echten Sinn, oder?

Gruß
Marco

Banana · Gast

In Ordnung . Aber warum drückt dann keine Auftriebskraft nach oben?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Sie drückt nach oben. Ich hatte Dir weiter oben dass beschrieben.

Gruß
Marco

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Folgendes vergiss mal die Styropor kugeln.

Angenommen du hast deinen umgedrehten Becher ins Wasser getaucht und saugst aus dem Becher die Luft heraus. Dann ist da drinnen ein Unterdruck.

Einen Unterdruck erkennst du daran das das Wasser dann im Becher höher steht als all das übrige Wasser ausserhalb unter Luftdruck.

denn wäre im Becher Luftdruck, dann müsste das Wasser unter selber Höhe stehen,

angenommenen ich nehme meine Basis Nulllinie für die Variable h beim Wasserstand der Umgebung

Das Wasser in der Umgebung hat bei der Höhe 0 einen Druck von

Dieser Druck wird übers Wasser ins Glas übertragen, Da aber im Glas weniger Druck ist wird das Wasser hier nach oben drängen bis

erfüllt

ist und da der Glasdruck geringer ist kommt ein negatives h heraus zur Wasserstands Nulllinie.

Klar weil der geringe Luftdruck im Glas mit dem Gewichtsdruck der höherstehenden Wassersäule den größeren Luftdruck ausgleicht.

Da ja dein Wasser höher steht hast du einen Unterdruck im Glas.

Auf das Glas drückt von oben der Luftdruck von unten ein Unterdruck das Glas hat keinen Auftrieb sondern es wird in Richtung Unterdruck gedrückt und du mußt es halten das es nicht in die Schüssel gezogen wird. Die Haltekraft entspricht genau den Gewicht der überhöhten Wassersäule.

So jetzt nimm eine Styroporkugel und leg Sie in den Becher. Diese schwimmt über der Wasserlinie. Solange aber noch genug Platz ist zum Becherboden oberhalb also sie nicht ansteht. spürst du aber von ihrem Auftrieb nichts. Auf deinen Becher wirkt immer noch Luftdruck und auf der Innenseite Unterdruck.

Die Haltekraft entspricht jetzt die des überhöhten Wasservolumens plus Styroporkugel oder als wäre auf dieser Höhe nur Wasser drinnen. also wieder der Wassersäule auf selbiger höhe.

Deswegen hat aber die Styroporkugel trotzdem auftrieb nur dein Becher hat es nicht sondern der wird in Richtung Schüssel gezogen

jetzt kannsd du weiter Styroporkugel in die Schüssel geben bis sie gerade an der Decke anstehen aber noch nicht draufdrücken.

auch hier haben die Styroporkugeln zwar auftrieb aber von dem spürt das Glas natürlich nichts.
Die Haltekraft ist stehts die des überhöhten Wasservolumens plus Styroporkugel

wenn du jetzt noch weitere reinstopfst dann wirkt zum ersten Mal durch den Auftrieb eine Kraft nach oben auf das Glas, das ändert aber nichts daran das die Haltekraft noch immer die ist des überhöhten Wasservolumens plus Gewicht der Styroporkugeln

Solange du ein überhöhtes Wasservolumen hast brauchst du eine Haltekraft nach oben und hast somit einen Zug nach unten und keinen Auftrieb.

Banana · Gast

veryape

vielleicht hätte ich einfach nicht sagen sollen, dass der Auftrieb dabei verschwindet.
Das hört sich sehr schwindlerisch an.
Natürlich kann man keinen Auftrieb negieren, wenn man ihn erst gar nicht erzeugt.

Ah.... das hört sich auch schon wieder komisch an.
Schließlich wird ja alles durch den luftdruck hochgedrückt.

ICh möchte mal eine Körperform beschreiben die es vielleicht deutlicher macht.

Stellt euch ein Sytroporgitter vor. Kühlergrillartig. von mir aus auch ein rautenförmiger grill.
Dieses Gitter stellen wir nun vertikal auf die Wasseroberfläche.
In die Öffnungen füllen wird Wasser.

Wie gesagt in meinem Fall handelt es sich um perlenkettenförmige
Säulen. Die Kugeln sind aufeinandergestapelt.

Also, ich habe natürlich keinen Auftrieb vernichtet. smile

In diese Ecke will ich mich nicht gerückt wissen.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Banana · Gast

schlechte Beschreibung.

Man muss sich ein extrudiertes Gitter vorstellen, mit vielen Kanälen.
Ich wollte aber auch niemanden vor den Kopf stoßen.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Ich gebs auf. Das führt zu nichts. Ich weiß immer noch nicht, auf was Du überhaupt hinaus willst. Irgendwie ist es echt schwierig, das aus Dir heraus zu bekommen.

Gruß
Marco

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen