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Voessli
Anmeldungsdatum: 14.06.2006
Beiträge: 50
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Aruna_17
Gast
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 Aruna_17 Verfasst am: 09. Sep 2025 06:31 Titel: Re: Quizz, Auftrieb |
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| Voessli hat Folgendes geschrieben: | Beide Gläser enthalten die gleiche Menge Wasser.
Im linken ist ein Tischtennisball befestigt. In dem rechten hängt eine Stahlkugel gleicher Größe.
Welches Gefäß ist schwerer?
[img]physikerboard.de/files/gewicht_579.jpg[/img] |
Das mit der Stahlkugel übt eine größere Kraft auf die Waage aus.
Zu der Gewichtskraft des Glases + Wasser kommt noch die Gegenkraft zur Auftriebskraft = Gewichtskraft des durch die Kugel und den Faden verdrängten Wassers dazu.
Durch das Eintauchen verringert sich die Kraft auf die Aufhängung der Kugel, entsprechend muss sich die Kraft auf die Waage erhöhen.
Bei dem Glas mit dem Tischtennisball kommt nur die Gewichtskraft des Tischtennisballes (und des Fadens) dazu. Die ist kleiner, als die Gewichtskraft des verdrängten Wassers, sonst würde er den Faden nicht spannen.
Anders wäre es, wenn der Tischtennisball nicht am Glas selbst befestigt wäre, sondern ebenfalls von einer äußeren Kraft (z.B. dünne Stange von oben) nach unten gedrückt.
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 413
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| A.T. Verfasst am: 09. Sep 2025 11:07 Titel: Re: Auftrieb |
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Die Gefäße (Gläser) an sich sind identisch, also gleich schwer.
Der hydrostatische Druck am Gefäßboden ist wegen des gleichen Wasserpegels auch gleich, also auch die Kraft des Wassers auf das Gefäß.
Aber am linken Gefäß zieht der Faden nach oben, eine Kraft die beim rechten Gefäß fehlt.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 6119
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 09. Sep 2025 12:02 Titel: |
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1. Die Gewichtskraft des Wassers und der Gefässe ist in beiden Gefässen gleich.
2. Da die Stahlkugel im rechten Gefäss keine Verbindung mit dem Gefäss hat, übt sie keine Kraft auf die Waage aus. Auf die Waage wirkt nur die Gewichtskraft des Wassers und des Gefässes.
3. Der Ball im linken Gefäss ist mit einem Faden am Gefässboden befestigt. Der Faden überträgt die Zugkraft = Differenz zwischen Auftriebs- und Gewichtskraft des Balls auf das Gefäss und wirkt entgegen der Gewichtskraft des Wassers und des Gefässes.
4. Fazit: Die Kraft auf die rechte Waagschale ist grösser als die Kraft auf die linke Waagschale.
Die Waage neigt sich nach rechts.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 413
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| A.T. Verfasst am: 09. Sep 2025 15:03 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | Vielleicht hilft es, wenn man sich überlegt, welche Kräfte von aussen an den rot eingezeichneten Systemen links bzw. rechts angreifen:
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Ich finde es hier irgendwie einfacher die Kräfte zu betrachten, die direkt auf das Glas (Gefäß) wirken. Dann wird sofort klar, dass das Gewicht der rechten Kugel irrelevant ist. Es hätte auch ein zweiter Tischtennisball sein können, der mit einen Stab vollständig ins Wasser gedrückt wird. Die Waage würde genauso ausschlagen, aber dann wäre es offensichtlich, dass rechts von Außen runtergeduckt wird, daher ist diese Variante besser.
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2143
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 09. Sep 2025 15:29 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | 1. Die Gewichtskraft des Wassers und der Gefässe ist in beiden Gefässen gleich.
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Hierzu sei noch ergänzt, dass du mit "Gewichtskraft" offenbar die Kraft bezeichnest, mit der das Wasser auf den Gefäßboden drückt. Im strengen Sinne meint Gewichtskraft üblicherweise die Kraft aufgrund der Erdanziehung, also G = mg.
Viele Grüße,
Nils
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 899
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 09. Sep 2025 22:14 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | Vielleicht hilft es, wenn man sich überlegt, welche Kräfte von aussen an den rot eingezeichneten Systemen links bzw. rechts angreifen:
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Oder einfach zusammenzählt was auf die Waage einwirkt.
Rechts ist es das Gewicht des Glases, des Wassers und der Atmosphäre.
Links ist es das Gewicht des Glases, des Wassers, des Ballons und Fadens und
der Atmosphäre.
Die Waage schlägt also nach links aus.
Kurt
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 413
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Aruna_17
Gast
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| Aruna_17 Verfasst am: 10. Sep 2025 07:29 Titel: Re: Quizz, Auftrieb |
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| Kurt hat Folgendes geschrieben: |
Oder einfach zusammenzählt was auf die Waage einwirkt.
Rechts ist es das Gewicht des Glases, des Wassers und der Atmosphäre. |
Und was ist mit dem Gewicht der Metall-Kugel, das nach dem Eintauchen nicht mehr von dem Faden getragen wird?
Oder glaubst Du, dass dass sich die Kraft auf die Aufhängung durch das Eintauchen nicht verändert?
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 899
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 10. Sep 2025 11:11 Titel: Re: Quizz, Auftrieb |
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| Aruna_17 hat Folgendes geschrieben: | | Kurt hat Folgendes geschrieben: |
Oder einfach zusammenzählt was auf die Waage einwirkt.
Rechts ist es das Gewicht des Glases, des Wassers und der Atmosphäre. |
Und was ist mit dem Gewicht der Metall-Kugel, das nach dem Eintauchen nicht mehr von dem Faden getragen wird?
Oder glaubst Du, dass dass sich die Kraft auf die Aufhängung durch das Eintauchen nicht verändert? |
Sollte sich nicht auswirken, muss das aber erst noch "durchdenken".
Kurt
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 413
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| A.T. Verfasst am: 10. Sep 2025 11:26 Titel: Re: Quizz, Auftrieb |
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| Kurt hat Folgendes geschrieben: | | Aruna_17 hat Folgendes geschrieben: |
Oder glaubst Du, dass dass sich die Kraft auf die Aufhängung durch das Eintauchen nicht verändert? |
Sollte sich nicht auswirken, muss das aber erst noch "durchdenken".
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Du kannst das doch ausprobieren: Hänge etwas dichteres als Wasser an einen Faden und senke es den Faden in der Hand haltend ins Wasser ab. Wenn es nicht viel dichter als Wasser ist, kannst du den relativen Unterschied der Kraft an deiner Hand deutlich spüren.
Zuletzt bearbeitet von A.T. am 10. Sep 2025 12:20, insgesamt einmal bearbeitet |
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 899
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 10. Sep 2025 11:29 Titel: Re: Quizz, Auftrieb |
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| A.T. hat Folgendes geschrieben: | | Kurt hat Folgendes geschrieben: | | Aruna_17 hat Folgendes geschrieben: |
Oder glaubst Du, dass dass sich die Kraft auf die Aufhängung durch das Eintauchen nicht verändert? |
Sollte sich nicht auswirken, muss das aber erst noch "durchdenken".
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Du kannst das doch ausprobieren: Hänge etwas dichteres als Wasser an einen Faden und senke es den Faden in der Hand haltend ins Wasser ab. Wenn es nicht viel dichter als Wasser ist, kannst du den relativen Unterschied der Kraft an deiner Hand deutlich spüren. |
Inzwischen scheine ich es zu kapieren, das "fehlende" Gewicht am Faden macht die Runde über die Waage, deren Auslenkung.
Kurt
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 6119
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 10. Sep 2025 11:58 Titel: |
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Mein erster Beitrag war aus der Hüfte geschossen 
Rechts:\cdot g+V\cdot \varrho_W )
Links: \cdot g + m_B\cdot g +V\cdot \varrho_W )
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2143
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 10. Sep 2025 12:17 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Links:
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Das  ist zu viel.
Viele Grüße,
Nils
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 6119
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 10. Sep 2025 13:17 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Links:
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Das ist zu viel.
Viele Grüße,
Nils |
Danke! F_A wird vom Boden aufgenommen.
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A.T.
Anmeldungsdatum: 06.02.2010
Beiträge: 413
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| A.T. Verfasst am: 10. Sep 2025 17:37 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Links:
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Das ist zu viel.
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Danke! F_A wird vom Boden aufgenommen. |
Damit dreht sich das Grösser-Zeichen hier
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | |
wieder um, richtig?
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gast_free
Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 244
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| gast_free Verfasst am: 18. Sep 2025 13:42 Titel: |
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Tja was für eine komische Welt? Bei mir neigt sich die Waage nach rechts. Ich habe die Aufgabe mit den Methoden der Statik gelöst, wie wir sie damals für das Fachabi geübt haben. Bauteil frei machen, Kräfte ermitteln die auf das System einwirken und diejenigen die erforderlich sind das Bauteil im Gleichgewicht zu halten. Das System "linkes Glas" ist in sich abgeschlossen und erzeugt keine Probleme. Da sind wir uns alle einig. Das System "rechtes Glas" ist speziell zu betrachten. Es ist nicht in sich abgeschlossen. Den Faden und die Befestigung des Fadens muss man ganz speziell berücksichtigen. In der Anlage befindet sich meine Rechnung mit Prüfungen und Beweisen. Wer mag kann ja mal drüber schauen.
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