Seebake

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darki89 Auf diesen Beitrag antworten »
Seebake
Hallo,
wir hatte folg. Aufgabe zu rechnen:
Fig.1 zeigt eine Seebake.Wie weit sinkt der kegelförmige Schwimmkörper (r=0,5m; h=1,5m) ein,wenn die gesamte Masse des Seezeichens 125kg beträgt?

Also..im Prinzip,weiß ich wie das geht:
Auftriebskraft=Gewichtskraft der verdrängten Menge
Also auch 125dm³
Gleichung I :
125=1/3 r² pi h

II:
h/r wie h2/r2

Dann II nach r auflösen ,damit man in I nur noch 1unbekannte hat.
Und I nach h auflösen
Ich verstehe jetzt aber nicht,wie groß r2 ist und somit hätte ich wieder 2unbekannte.

Kann mir da wer helfen?

nico
phi Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo,

Wofür stehen r2 und h2 in dem Strahlensatz ?

phi
darki89 Auf diesen Beitrag antworten »

Hi,
für die höhe und den radius des eingesunkenen Bereichs des ganzen Kegels,also für einen 2.
phi Auf diesen Beitrag antworten »

Okay, dazu gleich mehr. Aber 1/3 r² pi h ist nicht gleich 125.




Und die Überlegung das das gesamte Volumen unter Wasser liegt haut auch nicht hin. Sonst wären r2=0 und h2=0.

Kraft hat auch nicht die gleiche Einheit wie Volumen. Kraft wird in Newton gemessen, nicht in Kubikdezimeter .
darki89 Auf diesen Beitrag antworten »

Wurde aber so vom Lehrer vorgegeben.
Er meinte:
Das sind 1250N ,also 125dm³
und wir sollen nur noch die nach h auflösen
phi Auf diesen Beitrag antworten »

Versuche ein bischen ausführlicher deine Definitionen und Gedankengänge zu schreiben. Ich rate jetzt mal das euer Lehrer g=9.81 auf 10 aufgerundet hat.

Dann ist F = m g . Aber man kann nicht einfach sagen eine Kraft ist ein Volumen...


Ist die Dichte angegeben?
 
 
darki89 Auf diesen Beitrag antworten »

Entschuldigung,
ja er hat das auf 10 aufgerundet.
richtig.

Nun,nein Dichte ist nicht gegeben,die komplette Aufgabe steht obenen.Es wurde nur gesagt,dass die Auftriebskraft gleich die Gewichtskraft der verdrängten Menge ist.
phi Auf diesen Beitrag antworten »

Ah, jetzt wird´s mir klar: F(auftrieb)=Vv(verdrängtes Wasser) r (Dichte v Wasser) g (=10)

Da die Dichte von Wasser =1 ist und g=10, haben wir: F(auftr) = 10 Vv.

Andererseits ist F(gewicht)=1250N . Gleichsetzen liefert das Volumen des verdrängten Wassers Vv.

Weiter kann man den Druck p=mg/A ausrechnen, wobei A =2pi r die Grundfläche des Kegels ist.

Und andererseits ist p auch p=Vv g (r-r2) und (r-r2) ist genau die gesuchte Tiefe.

Dann braucht man h2 und r2 nicht. Dürft ihr die Druckformel benutzen?

mfg, phi.
darki89 Auf diesen Beitrag antworten »

Danke,
der Ansatz klingt plausibel.
Aber der Lehrer hat sich entweder total vertan,oder es muss auch irgendwie mit der Methode gehen,die ich versucht habe,denn er hat das ja soweit schon gelöst gehabt.
Wir sollten nur weitermachen.
phi Auf diesen Beitrag antworten »

Moin,

Stimmt, es geht auch geometrisch. Man muss nur mit den Einheiten aufpassen. Die Dichte des Wassers ist 1000 kg pro Kubikmeter, so kommt man auf 0.125 Kubikmeter verdrängten Wassers. So nun hat aber der ganze Kegel 0.125 Pi Kubikmeter (siehe mein 2. Beitrag oben).

Die Differenz ist somit

Das ist was vom Kegel oben rausguckt mit der Höhe h2 und Radius an der Wasseroberfläche r2.

Dafür können wir die gleich Volumenformel wie oben ansetzen



Und andererseits können wir den Strahlensatz

..nach einer Unbekannten umformen und das dann in die V2-Gleichung einsetzen, dann ist´s nur noch ein Unbekannter nach der man auflösen kann, und damit kann man dann die gesuchte Tiefe ausrechnen.

mfg, phi
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