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Aufgabe

Tauchexperiment

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Hinweis: Diese Aufgabe wurde den Aufgaben zu den Bildungsstandards der KMK-Konferenz entnommen

Auf einer Waage steht ein mit Wasser gefüllter Glaszylinder. An einem Kraftmesser hängt ein Metallstück. Mit diesem Aufbau soll experimentiert werden.
Zunächst hängt das Metallstück außerhalb des Wassers. Anschließend wird es vollständig eingetaucht.

a)Erläutere, wie sich die Messwerte von Kraftmesser und Waage verändern.

b)Wie ändern sich die Messwerte, wenn man den Faden, an dem das Metallstück hängt, durchschneidet?

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a)Der Kraftmesser zeigt die Gewichtskraft auf das Metallstück (und den Faden) an, die Waage die Masse des gefüllten Zylinders.
Nach dem Eintauchen wird die von der Federwaage angezeigte Kraft aufgrund der Auftriebskraft verringert. Die Reaktionskraft zur Auftriebskraft bewirkt andererseits eine Erhöhung der Anzeige der Waage.

b)Nach dem Durchschneiden des Fadens geht der Kraftmesser auf Null zurück. Die Waage zeigt die Masse des gefüllten Zylinders plus die Masse des Metallstücks samt Faden an.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Druck und Auftrieb