ERfährt ein körper,z.B. ein eisenquader , in einer flüssigkeit immer noch auftrieb, auch dann, wenn sich zwischen körper und boden keine flüssigkeit mehr befindet??..weill dann kommt der druck ja nur mehr von oben…
ERfährt ein körper,z.B. ein eisenquader , in einer flüssigkeit
immer noch auftrieb, auch dann, wenn sich zwischen körper und
boden keine flüssigkeit mehr befindet??..weill dann kommt der
druck ja nur mehr von oben…
Wenn das Wasser keine Chance hat, unter den Körper zu gelangen, dann nicht.
Der Auftrieb entsteht nicht durch die Flüssigkeit unter dem Körper sondern durch die Flüssigkeit um den Körper herum. Du hast ja auch mehr Auftrieb, wenn ein Gegenstand komplett im Wasser, obwohl dann weniger Wasser unter dem Gegenstand ist, als wenn der Gegenstand nur halb im Wasser ist. Auftrieb entsteht durch die, durch den Gegenstand vertriebene, Flüssigkeit, die wieder zurück möchte und deswegen eine Kraft auf den Gegenstand auswirkt. Es ist also egal, wieviel Wasser unter dem Gegenstand ist
ERfährt ein körper,z.B. ein eisenquader , in einer flüssigkeit
immer noch auftrieb, auch dann, wenn sich zwischen körper und
boden keine flüssigkeit mehr befindet??..weill dann kommt der
druck ja nur mehr von oben…
Hallo Juli,
zunächst erst einmal eine Entschuldigung, dass ich so lange gebraucht habe. Ich habe die Frage nicht mitbekommen.
Wahrscheinlich hast Du die Lösung schon, denn Ihr habt sie im Schulunterricht behandelt. Habe ich recht?
Die Frage sauber zu beantworten ist nicht ganz leicht. Und wenn Du sie richtig ganz und gar verstanden hast, dann weißt Du auch, wie eine Klospülung funktioniert 
. Dort wird nämlich genau dies ausgenutzt.
Wir haben also einen Backstein (einen mathematischen, also abolut glatten, quaderförmigen) auf dem Boden eines Schwimmbeckens (eines mathematischen, …) liegen. Oben, links, rechts, vorne und hinten ist Wasser um den Backtein, unter dem Backstein ist nur die Bodenfliese, dazwischen passt kein Wasser.
Von links drückt das Wasser mit seinem hydrostatischen Druck gegen den Backstein und würde ihn nach rechts schieben, wenn nicht von rechts das Wasser mit dem gleichen Druck (und wegen gleicher Fläche auch mit gleicher Kraft) gegen den Stein drücken würde. Der Druck von links und der von rechts heben sich gerade auf, so dass in diese Richtung die Summe der Kräfte null ist. Der Backstein wird nicht bewegt.
Das gleiche gilt für vorne und hinten. Die Kräfte heben sich auf, der Backstein ruht.
Jetzt aber von oben und unten. Oben drückt das Wasser mit seinem hydrostatischen Druck auf den Stein. Zusätzlich drückt der Stein mit seiner Masse auf den Boden. Wir haben eine Kraft nach unten - aber der Stein bleibt ja in Ruhe.
Also drückt der Boden von unten gegen den Stein. Selbstverständlich. Der Boden drückt gegen den Stein mit dem gleichen Druck, mit dem der Stein gegen den Boden drückt.
Der Boden drückt übrigens neben dem Backstein auch gegen das Wasser mit genau der Kraft, mit der das Wasser auf den Boden drückt. Und wenn Du das etwas anschaulicher sehen willst, lege ein Buch auf einen flauschigen Teppich. Da wo Du das Buch hinlegst drückt es auf den Teppich und der Teppich wird zusammengedrückt. Wenn Du genau hinschaust siehst Du, wie sich die Teppichhaare verbiegen, bis der Druck durch das Buch und der Druck, den die Teppichhaare auf das Buch ausüben, gleich groß sind. Ähnlich verhält es sich am Boden. Die Moleküle im Boden merken den Druck durchaus und werden davon zusammengedrückt, bis sich zwischen der Kraft von oben und der von unten ein Gleichgewicht ergibt.
Nun spielen wir aber weiter: Wir haben am Backstein im Schwimmbad einen Haken und daran eine Schnur befestigt. Mit welcher Kraft müssen wir an der Schnur ziehen, um den Backstein anheben zu könnnen?
Wenn der Stein schon mitten im Becken wäre, dann müssten wir mit seinem Gewicht abzüglich des Gewichts des verdrängten Wassers ziehen, um den Stein in der Waage zu halten. Ein kleines wenig mehr Kraft und der Stein bewegt sich nach oben.
Ab jetzt wirds schwierig ohne Gleichungen. Aber versuchen wir es mal.
Wenn wir an dem auf den Boden liegenden Stein mit seinem Gewicht abzüglich des entsprechenden Wassergewichts ziehen, dann drückt er auf dem Boden mit:
– seinem Gewicht geteilt durch seine Auflagefläche
– plus den Druck, mit dem das Wasser von oben auf ihn drückt
– abzüglich der Kraft mit der wir ziehen
Das ist also:
– Sein Gewicht geteilt durch seine Auflagefläche
– plus den Druck, mit dem das Wasser von oben auf ihn drückt
– abzüglich (sein Gewicht geteilt durch seine Auflagefläche minus das Wassergewicht getelit durch die Auflagefläche)
Hinten steht ein Minus vor der Klammer und ein Minus in der Klammer .
Also ist das
– Der Druck, mit dem das Wasser von oben auf ihn drückt
– plus dem Wassergewicht geteilt durch die Auflagefläche.
Das zusammen ist exakt der Druck, mit dem auch das Wasser auf den Boden neben dem Stein drückt.
Der Stein wird also noch auf den Boden gedrückt, der Boden drückt entsprechend dagegen. Der Stein bleibt in Ruhe - sprich: er bleibt auf dem Boden liegen.
Wie es nun weiter geht, hängt sehr davon ab, wie flüssig das Wasser ist.
Sobald wir nämlich ein wenig mehr an dem Stein ziehen, ist der Wasserdruck auf den Boden etwas höher als der Druck, mit dem der Stein auf den Boden drückt. Das Wasser kann jetzt unter den Stein drücken und dann bewegt sich der Stein nach oben.
Wenn aber die Verbindung zwischen Boden und Stein so ist, dass die Oberflächenspannung es verhindert, dass das Wasser sich in die Lücke mogelt, dann müssen wir viel mehr Kraft aufbringen, um den Stein anzuheben. Wir müssen sein Gewicht plus den Wasserdruck auf die Oberfläche aufbringen. Das heißt, die nötige Kraft hängt auch noch davon ab, wie tief der Stein unter Wasser ist.
Sobald wir ihn aber nur einen minimalen Weg angehoben haben, kommt das Wasser darunter und hilft uns. Statt dass wir gegen den Druck des Wassers ankämpfen müssen, wirkt der hydrostatische Auftrieb des Wasser und verringert sogar die Kraft, mit der der Stein nach unten gezogen wird.
Man nennt das dann „der Stein hat sich am Boden festgesaugt“. Und den Effekt kennst Du. Man nutzt ihn z.B. bei Saugnäpfen aus. Der Saugnapf wird vom Luftdruck an die Scheibe (oder Badezimmerfliese) gedrückt. Man muss kräftig dran ziehen, um ihn wieder von der Wand zu bekommen. Sobald er aber gelöst ist, ist er sehr leicht beweglich. Das ist genau der Vorgang, den ich oben beschrieben habe.
Genauso ist es mit dem Badewannenstöpsel. (Erlebbar nur mit den guten alten schwarzen Gummistöpseln auf dem Badewannenboden.) So lange der im Abfluss steckt drückt von oben das Wasser und drückt ihn so fest ein, dass es nicht nach unten kommt. Sobald man ihn um ein paar Millimeter angehoben hat, wird es sehr leicht, ihn weiter nach oben zu bewegen.
Und jetzt erklärst Du mir, was das mit der Klospülung zu tun hat.
Gruß
Jan