U Boot Physik Projekt

Wissenschaft Physik
#1

Wir müssen ein U Boot mit den Maximalen Maßen
von 10cm * 10cm * 15cm bauen.
Dieses U Boot soll abtauchen, wenn man es unter Wasser drückt und soll nach 1 - 3 Minuten selbstständig auftauchen und oben schwimmen bleiben.

Wir dürfen keine Stoffe verwenden, welche bei der Reaktion mit Wasser Gase erzeugen ! ( keine Brausetabletten ).
Ebenfalls dürfen wir keine Fernbedienung etc. verwenden.
Wir dürfen auch keinen Schlauch verwenden, mit welchem wir Luft in das UBoot pusten können.

Es soll also ohne menschliche Hilfe auftauchen.

Unser Physiklehrer meinte, dass die Idee simpel ist und, dass man für den Bau nur 5 Minuten benötigt.

Hat irgendjemand eine Idee ??

#2

http://de.wikipedia.org/wiki/Cartesischer_Taucher

#3

Hallo,

es geht offensichtlich um Auftrieb: archimedisches Prinzip.

Auch wenn es nicht realistisch ist, so läßt sich das Abtauchen durch ein Hüllmaterial schwerer als Wasser und oben offen erreichen.

Damit es nach einer gewissen Zeit wieder auftaucht, muß im Inneren ein kompakter Körper aus einem Stoff platziert werden, der bei Kontakt mit Wasser aufquillt und das Wasser im Inneren wieder verdrängt. Oberfläche ist so zu wählen, daß das 3-Minuten-Ziel eingehalten wird.

Der aufquellende Stoff muß im aufgequollenen Zustand natürlich leichter als Wasser sein. Als Material stelle ich mir eingepackte Brausetabletten oder Brausepulver vor. Siehe auch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Triebmittel
http://de.wikipedia.org/wiki/Natriumhydrogencarbonat
http://de.wikipedia.org/wiki/Brausetablette

Die Verpackung muß das Gas festhalten, aber Wasser einlassen. Die Wasserdurchlässigkeit muß so sein, daß die Zeitschranke 3 Minuten eingehalten wird.

MfG

G. Aust

#4

wir dürfen keine Stoffe, welche Gase erzeugen verwenden.!

#5

Habe vom Modellbau keine Ahnung

#6

Hallo mein Freund,
leider kann ich Dir nicht bei dieser Frage helfen, zu meiner Schulzeit vor mehr als 60 Jahren wurden solche Aufgaben noch nicht an Schüler vertreilt.Ich hoffe, Du findest von einem anderen eine gute Lösung. Aber in Google habe ich etwas gefunden, google mal selbst.

#7

Hallo,

So einschränkend hatte ich das nicht verstanden. Dann also:

Das Prinzip bleibt aber das Muster genau umdrehen. Ich empfehle _dringend_ den Artikel zum Archimedischen Prinzip genau zu lesen, um danach den eigenen Aufschrieb und das Lehrbuch noch mal durchzugehen, um den Hintergrund zu verstehen.

Also jetzt sollte die U-Boothülle deutlich leichter als Wasser sein ( Balsaholz oder sowas ). Oben in der Hülle ein Schlitz damit es beim Runterdrücken auch vollläuft und untergeht.

Damit das U-Boot schwer genug ist, innen ein Häufchen Salz auf den Boden schütten. Vielleicht reicht es schon, wenn der Haufen möglichst kompakt ist, damit er sich beim Kontakt mit dem Wasser nicht zu schnell auflöst. Ansonsten muß er etwas abgedeckt werden: ausprobieren.

Damit das U-Boot auch richtig auftauchen kann, braucht das U-Boot noch seitlich je einen Schlitz, damit dort das Wasser beim Erreichen der Wasseroberfläche rauskann ( kann als Flutungskanäle deklariert werden ).

Und wie gesagt, unbedingt den kurzen Text zum Archimedischen Prinzip unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Archimedisches_Prinzip#…

zu Gemüte führen!

MfG

G. Aust

#8

Die Lösung ist mittlerweile schon gefunden !

#9

Hallo Borki,

ich habe mir wirklich mal ein wenig den Kopf zerbrochen und auch mal im Internet gestöbert.

Die meißten Anleitungen im Internet sind mit Gasproduktion, z.B. Backpulver, was aber ausscheidet.

Wenn der Bau lediglich 5 Minuten dauern soll, dann haette ich folgende Idee:

Wenn das Boot 1 - 3 Minuten zum Auftauchen brauchen soll, d.h. es soll lediglich den Weg Zur Wasseroeberfläche nach max. 3min finden, müßte man den Auftauchvorgang künstlich verlangsamen.

Dies bedeutet, daß man die eigentliche Auftriebskraft eines Körpers so weit reduzieren müßte, daß er nur noch ganz langsam aufsteigt - 1 bis 3min halt.

Ich würde es mal mit einer kleinen, leeren PET Flasche versuchen.
Füllt man die Flasche komplett mit Wasser, ist kein Auftrieb mehr gegenüber der Umgebung vorhanden, die Flasche würde also untergehen.
Läßt man jedoch eine kleine Luftblase drin bevor man die Flasche wieder zuschraubt, dann ist die Auftriebskraft gegenüber der Umgebung geringfügig höher und die Flasche steigt auf. Je kleiner die Luftblase ist, desto langsamer steigt die Flasche auf.

Man könnte, wenn das mit der Luftblase zu schnell von statten gehen würde, das Ganze auch noch mit zusätzlichem Gewicht einbremsen, wie z.B. Sand oder Nägel.

Einfach mal mit spielen. Und dank der kleinen Luftblase bleibt das „U-Boot“ dann auch an der Wasseroberfläche schwimmen :wink:

Der Auftrieb wir folgendermaßen berechnet: FA = r * V * g
r = Dichte der umgebenden Flüssigkeit
V = Volumen des Körpers
m = Masse der verdrängten Flüssigkeit

Viel Spaß beim Experimentieren und erzähl mal, was der Lehrer als Lösung parat hat :wink:

Grüße,

Frank

#10

Hi
bin mir nicht sicher ist zu lange her
Meine Theorie müsste mal ausgetestet werden :
ein Schraubglas mit Deckel in den gewünschten Abmessungen nehmen mit so viel warmen ( heißen) Wasser füllen das wenn der Deckel aufgeschraubt ist das Glas gerade noch oben schwimmt . Wenn man Glas jetzt nach unten drückt wird der Druck auf den Deckel erhöht und das Glas geht unter.wenn das Wasser im Glas abkühlt zeiht sich das Wasser zusammen das Luftvolumen wird größer und das Glas schwebt wieder nach oben ??!!
einfach mal testen ich bin mir da nicht sicher

#11

Soweit ich weiß kann mann das nur mit bestimmten Stoffen tun.Weil die Verdrängung von 1500 cubikcm es immer auf der oberfläche hält.
bin gespannt welche idee dein lehrer hat

#12

Leider keine Idee!
Gruß
Jobie