Arbeitsblatt: Fliegen

Naturwissenschaftliches Praktikum 3.Oberstufe FLIEGEN LEICHTER ALS LUFT Das Prinzip des Fliegens Luftfahrzeug Grund des Fliegens Merke: Es existiert eine Kraft, die senkrecht nach oben wirkt. Man nennt sie Auftriebskraft. Auf die Grösse des Auftriebes kommt es an, ob ein Ballon steigt oder sinkt. Schweben Steigen Sinken Gewicht Auftrieb Arbeitsauftrag: Was muss der Ballonfahrer im Heissluftballon tun, damit sein Ballon schwebt, steigt oder sinkt? Was muss der Fahrer im gasgefüllten Ballon tun? Seite 1 Naturwissenschaftliches Praktikum 3.Oberstufe Sind Körper „an Land schwerer als im Wasser? Plane dazu einen Versuch und führe diesen durch. Notiere deine Erkenntnisse. Warum schwimmen Schiffe? Nimm einen Klumpen Plasitilin und drücke ihn zu einem Ball zusammen. Lege ihn in das Wasserbecken. Was kannst du beobachten? Begründe dies mit deinen bisherigen Erfahrungen. Kannst du den Klumpen so formen, dass er schwimmt? Stelle Überlegungen zu Dichte und Auftrieb an. Gewichtskraft unter Wasser 1 Miss die Gewichtskraft verschiedener Gegenstände ausserhalb und im Wasser. Vergleiche die Ergebnisse und überlege dir deren Bedeutung. Gegenstand Gewichtskraft trocken Gewichtskraft unter Wasser Differenz Bemerkung Seite 2 Naturwissenschaftliches Praktikum 3.Oberstufe Gewichtskraft unter Wasser 2 Fülle einen Ballon mit Wasser und knüpfe ihn gut zu. Hänge ihn mit einem Faden an den Kraftmesser und bestimme folgende Grössen: a) Die Gewichtskraft des gefüllten Ballons in Luft. b) Die scheinbare Gewichtskraft des gefüllten Ballons in Wasser (Ballon ganz eingetaucht) c) Das Volumen des Wassers, das Verdrängt wird, wenn der Ballon ganz eintaucht. d) Vergleiche den Unterschied der beiden Kraftmesseranzeigen mit der Gewichtskraft des verdrängten Wassers: Kontrolliere deine Vermutungen mit Hilfe weiterer Messungen. Gegenstand Gewichtskraft trocken Gewichtskraft unter Wasser Differenz Volumen Gewichtskraft des Wassers Aus der Geschichte: Archimedes als Detektiv König Hieron von Syrakus ließ sich aus einem Barren reinen Goldes eine Krone anfertigen. Sie gelang dem Goldschmied sehr gut; trotzdem war der König nicht zufrieden: Die Krone schien ihm eine etwas andere Farbe zu haben als das Barrengold, das der Goldschmied verwenden sollte. Ob er einen Teil des Goldes durch billigere Metalle ersetzt und so den König betrogen hatte? Aber wie sollte König Hieron seinen Verdacht beweisen? Er beauftragte den Gelehrten Archimedes (287-212 v. Chr.) mit der Lösung dieses Problems. Der grübelte lange darüber nach, bis er schliesslich gerade als er ein Bad nahm doch noch den entscheidenden Einfall hatte. Am nächsten Tag ließ sich Archimedes die Krone und einen gleich schweren Klumpen Gold vom König geben. Beides hängte er an eine Waage: Goldklumpen und Krone waren im Gleichgewicht. Dann ließ er eine Wanne mit Wasser füllen und senkte die Waagschalen samt Krone und Goldbarren langsam hinein. Nun geschah etwas Erstaunliches: Die Waagschale mit dem daranhängenden Goldklumpen senkte sich im Wasser Keiner der Umstehenden verstand das. Archimedes aber wies auf den Goldschmied und rief: Da steht ein Betrüger! Seite 3 Naturwissenschaftliches Praktikum 3.Oberstufe Das Archimedische Prinzip (Auftriebsprinzip) Erkenntnis: Zusammenfassung Ein Körper ist unter Wasser als in der Luft. Da die Auftriebskraft vom Volumen des Wassers abhängig ist, ist die Masse des Körpers von der Auftriebskraft. Das heisst, ein Körper mit grosser und einer mit kleiner Masse erfahren genau den gleichen Auftrieb, wenn sie Die Auftriebskraft entspricht der der verdrängten Flüssigkeit. Körper mit einer grösseren Dichte als 1 Körper mit der Dichte 1 Körper mit einer kleineren Dichte als 1 Archimedes von Syracus (287 – 212 v. Chr.) Seite 4