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Kraft & Beschleunigung --> Gleichung ohne Werte erstellen?

Frage: Kraft & Beschleunigung --> Gleichung ohne Werte erstellen?
(3 Antworten)


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Hallo!

Ich habe hier folgende Aufgabe:

Ein Körper, der in eine Flüssigkeit eintaucht, erfährt eine Antriebskraft F[A].
Sie ist gleich der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeitsmenge. Ein unter Wasser gedrückter Ball schießt deswegen nach oben und springt aus dem Wasser heraus, wenn man ihn loslässt.

a) Skizzieren Sie die auf den Ball wirkenden Kräfte bis zu dem Moment, an dem er auf der Wasseroberfläche zur Ruhe kommt.

b) Zwei Vollkugeln aus Kork werden unter Wasser gedrückt. Bei der einen ist der Radius doppelt so groß wie bei der anderen. Vergleichen Sie die Beschleunigung im Moment des Loslassens.


Meine Fragen hierzu:

zu a):

F[A], -F[A] (Die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeitsmenge wirkt auf den Ball und beschleunigt ihn nach oben.), g (Sobald die maximale Höhe erreicht ist und der Ball aus dem Wasser ausgetreten ist, wirkt die Erdanziehungskraft wieder auf ihn ein und er fällt auf die Wasseroberfläche zurück.) Kann das stimmen?

zu b):

- Kugel 1 (klein)
- Kugel 2 (groß)
- Kugel 2 verdrängt mehr Wasser --> F[A2] ist größer --> -F[A2] folglich auch --> Kugel 2 wird stärker beschleunigt

Sind die Annahmen richtig?

Hoffe ihr könnt mir helfen. :)

Grüße
Maia
Frage von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | am 25.03.2012 - 14:50


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Antwort von v_love | 25.03.2012 - 15:11
"wirkt die Erdanziehungskraft wieder auf ihn ein und er fällt auf die Wasseroberfläche zurück"

und während der ball im wasser ist,
ist die erdanziehung ausgeschaltet?

"F[A2] ist größer --> -F[A2] folglich auch"

der schlussfolgerung kann ich nicht zustimmen, der nachfolgenden auch nicht.

betrachte das verhältnis der auftriebskräfte der kugeln und das verhältnis der gewichtskräfte.
was folgt daraus für das verhältnis der gesamtkräfte auf die kugeln?


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 25.03.2012 - 15:37
Werden die beiden Kugeln in b vielleicht gleich strak beschleunigt, weil die eine zwar mehr Flüssigkeit verdrängt, die andere aber leichter ist?

Zu a hab ich leider echt keine Idee mehr... :(


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Antwort von v_love | 25.03.2012 - 16:37
"Werden die beiden Kugeln in b vielleicht gleich strak beschleunigt, weil die eine zwar mehr Flüssigkeit verdrängt, die andere aber leichter ist?"

das ist nicht mehr als raten.

um das etwas quantitativer und stichhaltiger zu beantworten, könntest du den weg gehen, den ich vorgeschlagen habe.

"Zu a hab ich leider echt keine Idee mehr... :("

klar ist, dass du immer eine konst. gewichtskraft F(g) hast, zusätzlich wirkt eine zu F(g) entgegengerichtete auftriebskraft, die von der eintauchtiefe des körpers abhängt
folgende fälle wären denkbar: der ball hat ausreichend geschwindigkeit, sodass er aus dem wasser schiesst, dann wieder eintaucht, usw. oder ball bleibt im wasser.
in jedem fall wird am ende ein stationärer zustand erreicht, bei dem gewichtskraft und auftriebskraft betragsmäßig gleich sind (zumindest in der realität. in einem modell, in dem es keine reibung gibt, müsste man das genauer betrachten).

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