Arbeitsblatt: Statischer Auftrieb

Statischer Auftrieb – im Wasser Wir alle wissen aus unserer Erfahrung, dass ein Stein im Wasser versinkt. Weshalb kann aber ein tonnenschweres Schiff schwimmen? Vermutungen: Experiment: Warum schwimmt ein Schiff Beobachtungen:_ Der statische Auftrieb ist eine Kraft, die entgegen der Gewichtskraft wirkt. Diese Auftriebskraft ist abhängig vom Verhältnis zwischen Auftrieb und Gewichtskraft. Im Beispiel des Schiffes wiegt die Masse an Wasser, welche das Schiff verdrängt, gleich viel wie das Schiff. Schiffe tauchen also immer so tief ins Wasser ein, bis sie so viel Wasser verdrängen, damit der Auftrieb zum Schwimmen ausreicht. Ist ein Schiff voll beladen, taucht es tiefer ins Wasser ein, als wenn es leer ist. Merke: Die entspricht immer der der verdrängten Masse. Statischer Auftrieb – in der Luft Experiment: Tee-Beutel Besorgt euch zuerst folgendes Material: 1-2 Teebeutel 1 Schere 1 Schachtel Streichhölzer 1 feuerfeste Unterlage Schneidet schüttet den auffalten, auf die nun den Teebeutel wie abgebildet auf und Inhalt weg. Nun könnt ihr den Teebeutel so dass eine Röhre entsteht. Die Röhre stellt ihr feuerfeste Unterlage und zündet den oberen Rand mit einem Streichholz an. Was passiert mit dem Teebeutel? Beobachtungen:_ Erklärung: Auch hier haben wir es mit dem statischen Auftrieb zu tun. Was im Wasser funktioniert, ist auch mit der Luft möglich. Heisse Luft besitzt eine geringere Dichte und ist somit auch leichter als kalte Luft. Wird nun die Luft erwärmt, dehnt sie sich aus, wodurch sie leichter wird und nach oben steigt. Bei unserem Experiment wird also die Luft, durch das Anzünden des Teebeutels, erwärmt und steigt nach oben. Je mehr nun vom Beutel verbrennt, desto leichter wird er. Ist der Teebeutel nun genug leicht um von der warmen Luft getragen zu werden, beginnt er zu fliegen. Wie funktioniert nun ein Heissluftballon? Wie kann er in die Höhe steigen? Zeichne die beiden Kräfte mit Pfeilen ein und beschrifte sie. Weshalb steigt ein mit Helium gefüllter Ballon in die Höhe ohne dass das Gas erwärmt werden muss?