Fluide
Schwimmen im Wasser
Beobachte den leichten Kork — Auftrieb gleicht das Gewicht, wenn genug Volumen untergetaucht ist.
Schwimmen im Wasser — interaktive Fluide-Simulation. Beobachte den leichten Kork — Auftrieb gleicht das Gewicht, wenn genug Volumen untergetaucht ist. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Auftrieb
Ein Objekt schwimmt, wenn die Auftriebskraft nach oben seinem Gewicht entspricht. Das eingetauchte Volumen passt sich an, bis Gleichgewicht herrscht.
Archimedisches Prinzip: Die Auftriebskraft entspricht dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. Ein leichter Korken steigt, bis genug Volumen unter Wasser ist, um sein Gewicht zu tragen.
- F_b = ρ_fluid · V_sub · g
- Schwimmen: F_b = mg
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein Korken schwimmt im Wasser. Wie verändert sich die Auftriebskraft, die ihn hält, wenn Sie einen schwereren Korken derselben Größe verwenden?
Vorhersagen zum Abwägen
- Die Auftriebskraft nimmt entsprechend dem höheren Gewicht zu.
- Die Auftriebskraft bleibt unabhängig von der Masse gleich.
- Die Auftriebskraft nimmt ab, da der Korken tiefer sitzt.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Korkmasse m (kg)
Was Sie messen:
- Untergetauchter Bruchteil
- Auftriebskraft F_b (N)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Fluid-Float-Preset und drücken Sie „Zurücksetzen“. Ein Korken schwimmt an der Wasseroberfläche.
- Aktivieren Sie die Auftriebskraftsonde am Korken.
- Stellen Sie die Masse des Korkens für jeden Versuch ein, lassen Sie ihn sich auf ein Gleichgewicht einstellen und notieren Sie den untergetauchten Anteil und den Messwert der Auftriebskraft.
Maßgebende Gleichung
Archimedes-Prinzip — F_b = ρ·V·g
Die Auftriebskraft auf ein untergetauchtes (oder schwimmendes) Objekt entspricht dem Gewicht der Flüssigkeit, die es verdrängt. Im Gleichgewicht gleicht die Auftriebskraft eines schwimmenden Objekts sein Gewicht genau aus – deshalb sollten Ihre beiden Säulen übereinstimmen.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für jeden Versuch m·g mit g = 9.8 m/s² und vergleichen Sie es mit der Anzeige der Auftriebskraft.
- Erklären Sie, warum die Auftriebskraft eines schwimmenden Objekts immer seinem Gewicht entspricht, unabhängig davon, wie viel davon eingetaucht ist.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Wenn Sie dem Korken weiterhin Masse hinzufügen würden, wann würde er aufhören zu schweben und stattdessen sinken? Was müsste an der Auftriebskraft zu diesem Zeitpunkt wahr sein?
- Ein Stahlblock sinkt, aber ein Stahlschiff schwimmt. Erklären Sie anhand des Archimedischen Prinzips, wie die Form – nicht das Material – dies ermöglicht.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Was ist größer?
- Masse erhöhen
- Schwimmen erfassen
- Daten öffnen
- Erkläre deine Beobachtung
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.