31. Tragfähigkeit von SchiffenTragfähigkeit von Schiffen
|
In einem Modellversuch soll die Tragfähigkeit von Schiffen getestet werden. Dazu wird ein würfelförmiges „Boot“ in einen quadratischen „See“ gesetzt und schrittweise mit Massestücken beladen. Das Boot hat eine Kantenlange von a = 5 cm und eine Masse von mBoot = 25 g. Der See hat eine Ausdehnung von 10 cm. Bei diesem Experiment wurden folgende Messwerte aufgenommen:
|
 |
| a) | Stelle die Messwerte in einem hT(mT) - Diagramm dar. Beschreibe den Zusammenhang zwischen Ladung und Eintauchtiefe in Worten. |
| b) | Ermittle mithilfe des Diagramms die Eintauchtiefe für mL = 15 g und die maximal mögliche Zuladung. |
| c) | Wie verändern sich die Messwerte, wenn statt Leitungswasser Salzwasser benutzt wird? Begründe deine Aussage. Leite daraus eine Schlussfolgerung für das Befahren unterschiedlicher Gewässer (z. B. Elbe, Nordsee) ab. |
| d) | Berechne, um wie viel Zentimeter sich der Wasserspiegel des Sees durch die Ladung von 50 g er-höht hat. |
Tragfähigkeit von Schiffen
Didaktisch - methodische Hinweise
Diese Aufgabe dient der Entwicklung folgender Kompetenzen: Schlussfolgerung:
Die Schülerinnen und Schüler können
- selbstständig Experimente zum Schwimmen und Sinken von Körpern auswerten,
- Diagramme auswerten,
aus dem stabilen Zustand Schwimmen Aussagen über die wirkenden Kräfte ableiten.
Hinweise zum Erwartungshorizont
 |
a) | Diagramm, Zusammenhang mit „Je…desto“. |  |
 |
b) | hT (15 g) ≈ 16 mm; mmax < 100 g | |
 |
c) | Begründung, z. B.: Die Eintauchtiefen werden ge-ringer, weil die Dichte des Wassers und damit die Austriebskraft größer wird. | |
 |
Schlussfolgerung, z. B.: Bei der Beladung von Schiffen ist der Salzgehalt des Fahrwassers zu beachten | ||
 |
d) | Möglicher Lösungsweg: Es müssen zusätzlich 50 g, also 50 cm3 Wasser verdrängt werden. Daraus ergibt sich bei einer Grundfläche von 100 cm3 ein Anstieg von 0,5 cm. |
|
L |
M |
S |
|
|
F |
|||
|
E |
|||
|
K |
|||
|
B |
| Autor/Rechteinhaber: ISG Physik | Eingestellt am: Stand vom | 02.11.2010 07.06.2022 |
| Lizenzangaben des Beitrags: CC BY-NC-SA 3.0 Sie dürfen diesen Beitrag entsprechend oben angegebener Lizenz verwenden, wenn Sie folgende Quellenangabe benutzen: |  | |
| ISG Physik auf dem Bildungsserver Sachsen-Anhalt (http://www.bildung-lsa.de/index.php?KAT_ID=1731#art14625) | ||
