Aufgabe:
Ein homogener Quader mit Dichte 0,8 g/cm^-3 und den Kantenlängen (in cm) 1, 2 und 3 schwimmt im Wasser, wobei die Kante der Länge 2 die Höhe sei. Zeige: Kippt der Quader zur Seite, sodass die Höhe anschließend die Länge 1 hat, wird Energie frei. Wie viel Energie wird frei? (Wobei die zweite Frage einfach sein sollte, wenn man die erste verstanden hat.)
Problem/Ansatz:
Eigentlich müsste das doch heißen, dass der Quader zu Beginn eine höhere potenzielle Energie als am Ende hat!? Ich wüsste zumindest nicht, wo die Energie sonst herkommen soll. Tatsächlich liegt doch aber der Schwerpunkt des Quaders nach dem Umkippen höher als davor, also müsste der Quader nach dem Umkippen doch mehr potenzielle Energie haben? Wie kann dann Energie frei werden? Ein Gedanke war, dass die potenzielle Energie nur im Feld der Auftriebskraft betrachtet sinkt, wenn der Schwerpunkt nach oben steigt, aber insgesamt kann sich das beides maximal ausgleichen, weil Auftriebskraft und Gravitationskraft eines schwimmenden Körpers ja gleich sind. Könnte mir irgendjemand helfen, ich weiß leider nicht mehr richtig weiter, wo die Energie herkommt? Vielen Dank!
