Auftrieb berechnen

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

  1. Ist es richtig, dass ein Behälter von 1 m³ Luft, an dem 1.000 kg Metal befestigt sind, schwimmt?

  2. Welches Luftvolumen ist nötig, damit 1.000kg Metalgerüst in 30m Tiefe stabil schwimmt?

#2
  1. Ist es richtig, dass ein Behälter von 1 m³ Luft, an dem
    1.000 kg Metal befestigt sind, schwimmt?

Gerade noch so… Das Metall wird etwas leichter, weil dieses Ja auch Wasser verdängt, dafür wiegt der Behälter und die Luft darin auch etwas.

  1. Welches Luftvolumen ist nötig, damit 1.000kg Metalgerüst in
    30m Tiefe stabil schwimmt?

Siehe Oben, Mindestens m³

#3

Hallo Gruß- und Namenloser

  1. Ist es richtig, dass ein Behälter von 1 m³ Luft, an dem 1.000 kg Metal befestigt sind, schwimmt?

Die Frage ist nicht präzise genug gestellt. Entscheidend für den Auftrieb eines luftgefüllten Behälters ist nicht das Volumen der Luft, sondern das äußere Volumen des Behälters und sein Gewicht. Dieses Gewicht setzt sich zusammen aus dem Gewicht der eingeschlossenen Luft und dem Gewicht des Behälters (in unserem Fall Eisen).

Wenn Du einen Behälter mit der idealen Würfelform mit einer Kantenlänge von exakt einem Meter und einem Gewicht von exakt 1000kg (Eisen + Luft) in Wasser tauchst, und wenn wir dabei außer Acht lassen, dass der Behälter bei Kontakt mit dem Wasser möglicherweise seine Temperatur und damit sein Volumen verändert, würde er mit Sicherheit untergehen.

Grund:
Entgegen der allgemeinen Annahme wiegt ein m² Wasser nicht 1000kg, sondern in seinem dichtesten Zustand - bei +4°C - nur 999,97kg. und je weiter die Wassertemperatur nach oben oder nach unten von +4°C abweicht, würde der Behälter (ohne eine Volumenänderung des Behälters durch Erwärmung oder Abkühlung zu berücksichtigen) schneller sinken.
http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/wasser_dich…

  1. Welches Luftvolumen ist nötig, damit 1.000kg Metalgerüst in 30m Tiefe stabil schwimmt.

Der Auftrieb ist nicht von der Tauchtiefe, sondern von dem Verhältnis des Gewichts des eintauchenden Körpers zum Gewicht des von ihm verdrängten Wassers abhängig, und dieses Verhältnis ist unabhängig von der Tauchtiefe - zumindest, wenn man davon ausgeht, dass Wasser eine inkompressibele Flüssigkeit ist. Aber selbst wenn Wasser - wovon ich ausgehe - bei hohen Drücken geringfügig sein Volumen verringert, dürfte der daraus resultierende Unterschied in der Dichte bei 30m nicht ausreichen, um damit die Tauchtiefe zu stabilisieren.

Du grüßt mich nicht - ich grüße Dich trotzdem.
merimies

#4
  1. Ist es richtig, dass ein Behälter von 1 m³ Luft, an dem
    1.000 kg Metal befestigt sind, schwimmt?

Ja
Wenn Du das Gewicht des Behälters erst mal weg lässt, hat der Kubikmeter Luft 1000 kg Auftrieb minus dem Gewicht der darin enthaltenen Luft. Die Luft hat ein spezifisches Gewicht von ?? (musst Du nachgucken).
Am Behälter hängt das Metallgewicht. Wenn es Eisen ist, hat es ein spezifisches Gewicht von 8, also ein Volumen von 1000/8 = 125 Liter.
Diese haben 125 Kg Auftrieb. Das Eisengewicht hat also 1000 - 125 = 875 Kg Gewicht im Wasser. Weniger als der Kubikmeter Luft mit 1000 kg - Luftgewicht.
Alles wie gesagt, ohne Berücksichtigung des Gewichts des Behälters.
Udo Becker