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Aufgabe:IMG_F437F81DFE61-1.jpeg

Text erkannt:

Aufgabe 6: Auftrieb in Flüssigkeiten
Ein Körper, bestehend aus zwei Kuben, schwimmt auf dem Wasser.
\( \operatorname{Dim}[m] \)
Die Abmessungen der Kuben sind dem Bild zu entnehmen.
Die Kuben sind zentrisch angeordnet, so dass keine Schieflage eintritt.
Die Kuben haben unterschiedliche Werte der Dichte.
Wie tief \( h[\mathrm{~m}] \) taucht der obere Kubus ein?
\( \rho_{\text {wasser }}=1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}_{3} \)
Erdbeschleunigung \( =9,81 \mathrm{~m} / \mathrm{s} 2 \)


Problem/Ansatz:

IMG_0476.jpeg

Text erkannt:

\( \begin{array}{l}F_{G}=F_{A} \\ m_{1}=V \cdot p=a \cdot b \cdot h \cdot p=5 \mathrm{~m} \cdot 2 \mathrm{~m} \mathrm{~m} \cdot 0,15 \mathrm{~m} \cdot 0,24 \cdot 10^{3} \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3} \\ m_{1}=360 \mathrm{~kg} \\ m q=V \cdot p=0,8 \mathrm{~m} \cdot 4 \mathrm{~m} \cdot 6 \mathrm{~m} \cdot 0,28 \cdot 10^{3} \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3} \\ m q=5376 \mathrm{~kg} \\ F \sigma_{1}=m_{i g}=360 \mathrm{~kg} \cdot 9,81 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}=3531,6 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{m} / \mathrm{s}^{2} \\ F_{\sigma_{2}}=m_{i} g=5376 \mathrm{~kg} \cdot 9,81 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}=52738,5 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{m} / \mathrm{s}^{2} \\ F_{A}=V_{K} \cdot p \cdot g=A \cdot h \cdot p \cdot g \\ F G=F A \\ 56270,1 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{m} / \mathrm{s}^{2}=A \cdot h \cdot p \cdot g \\ h=\frac{56270,1 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{m} / \mathrm{s}^{2}}{A \cdot P \cdot g} \\\end{array} \)

Hallo, ich habe diese Aufgabe bis an diesen Punkt gelöst. Jedoch weiß ich nicht, wie ich auf die Eintauchhöhe vom oberen Körper komme, weil ja 2 unterschiedliche Dichten gegeben sind.

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Beste Antwort

die Gewichtskraft von beiden Quadern hast du schon berechnet. Der untere Quader ist ganz im Wasser und erzeugt eine bestimmte Auftriebskraft. Die Differenz der beiden genannten Kräfte ist die anteilige Auftriebskraft, die durch das Eintauchvolumen des ober Quaders erzeugt wird.

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IMG_0477.jpeg

Text erkannt:

\( \begin{array}{l}F_{A}=V K \cdot p \cdot g=A \cdot h \cdot p \cdot g \\ F G=F A \\ 56270,1 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{m} / \mathrm{s}^{2}=A \cdot h \cdot p \cdot g \\ h=\frac{56270,1 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{m} / \mathrm{s}^{2}}{5 \mathrm{~m} \cdot 4 \mathrm{~m} \cdot 1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3} \cdot 9,81 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}} \\ h=3,03 \cdot 10^{-5} \mathrm{~m}\end{array} \)

Das Ergebnis kommt mir halt falsch vor, deswegen die Frage.

der unter Quader erzeugt einen Auftrieb von

\(F_{A1}=V_1\cdot g\cdot \rho_{Wasser}=14715 N\).

Da bleiben für den oberen Quader ≈ 41555 N übrig, die er zum Auftrieb beitragen muss. In Wasser braucht man dafür ein Volumen von 4,236 m³, soviel vom oberen Quader taucht ins Wasser. Hilft das weiter?

Ne leider hat es bei mir noch nicht klick gemacht.

Wie kommst du auf 10-5 ?

Dein Ergebnis ist rechnerisch falsch und weil du die Fläche des unteren Quaders berücksichtigt hast, obwohl du zuvor geschrieben hattest, dass der obere auch eintaucht.

IMG_0478.jpeg

Text erkannt:

\( \begin{array}{l}h=\frac{41555 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{m} / \mathrm{s}^{2}}{5 \mathrm{~m} \cdot 2 \mathrm{~m} \cdot 1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3} \cdot 9,81 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}} \\ h=0,424 \mathrm{~m}\end{array} \)

So müsste es stimmen oder?

stimmt nicht, du muss durch die Grundfläche des oberen Quaders dividieren, also durch 6 m · 4m

Vielen Dank für die Hilfe.

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Jedoch weiß ich nicht, wie ich auf die Eintauchhöhe vom oberen Körper komme,

Woher weisst du denn, ob der obere Körper überhaupt eintaucht?

weil ja 2 unterschiedliche Dichten gegeben sind.

Mit den beiden unterschiedlichen Dichten hast du doch die Gewichtskraft des Gesamtkörpers ausgerechnet, die auf der linken Seite deiner Gleichung steht. Auf der rechten Seite deiner Gleichung steht die Auftriebskraft und da wird die Dichte des verdrängten Wassers berücksichtigt.

Das Formelzeichen für die Dichte ist der griechische Buchstabe Rho. Du solltest ihn nicht wie ein p schreiben, dem Formelzeichen für den Druck. Außerdem solltest du unterschiedliche Dichten auch unterschiedlich bezeichnen, damit es nicht bei der Berechnung zu Verwechselungen kommt, z.B. ρW, ρK1, ρK2.

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