LD Didactic D 1.7.3.5.c Bedienungsanleitung

Mechanik der Flüssigkeiten und Gase
Auftrieb
Archimedisches Gesetz
Messung mit Sensor-CASSY und CASSY-Display
Versuchsziel
1. Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Auftriebskraft eines Körpers und der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit
Aufbau
Stativaufbau:
- Stativrohre etwa 10
Universalmuffe mittig verbinden.
- Dünneres Stativrohr in den Stativfuß einspannen.
- Leybold-Muffe am anderen Stativrohr anbringen.
Durch vorsichtiges Lösen
Universalmuffe ist der
höhenverstellbar.
Vorbereitung des Überlaufgefäßes:
- Überlaufgefäß soweit mit Wasser füllen, bis dieses gerade aus der
Öffnung in den Messzylinder läuft.
- Messzylinder leeren und erneut unter das Überlaufgefäß stellen.
Vorbereitung des Archimedischen Zylinders:
- Den in den Hohlzylinder passenden Vollzylinder mit einem Faden
an der Unterseite des Hohlzylinders befestigen.
Vorbereitung der Kraftmessung:
- CASSY-Display mit angekoppeltem Sensor-CASSY in Betrieb
nehmen.
- Kraftsensor an Input A anschließen.
- Die Anzeige von Input B durch Betätigen der Taste NEXT
(CASSY) am Display ausschalten.
- Zur Nullpunktkalibrierung
Kraftsensors die Taste OFFSET (CALIBRATION) drücken, bis rote
LED blinkt.
- Nach Einstellung des Nullpunktes, die Taste OFFSET (CALI-
BRATION) zur Bestätigung erneut drücken.
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cm ineinander schieben
der unteren Schraube
Stativrohraufbau nun
im unbelasteten Zustand
Geräte
1 Archimedischer Zylinder .............................................. 362 02
1 Überlaufgefäß ............................................................. 362 04
1 Messzylinder SAN, 100 ml, Satz 2 .............................. 590 08ET2
1 Natriumchlorid, 1 kg .................................................... 673 5720
1 Brennspiritus, 1 l ......................................................... 670 9990
1 Kunststoffbecher ........................................................ 590 06
1 Kraftsensor S, ±50 N ................................................... 524 042
1 Sensor-CASSY 2 ........................................................ 524 013
1 CASSY-Display USB ................................................... 524 020USB
1 Stativfuß V-förmig, klein .............................................. 300 02
1 Stativrohr 450 mm, 10 mm Ø, Satz 2 .......................... 666 609ET2
1 Stativrohr 400 mm, 13 mm Ø ...................................... 666 607
1 Stativstange 25 cm, 12 mm Ø ..................................... 300 41
1 Universalmuffe ............................................................ 666 615
1 Leybold-Muffe ............................................................. 301 01
1 Angelschnur, Satz 2 .................................................... 309 48ET2
1 Glasstab 300 mm x 8 mm Ø ........................................ 665 213
Durchführung
- Hohl- und Vollzylinder wie im Bild dargestellt an den Kraftsensor
hängen und die Gewichtskraft
und mit
- Die untere Schraube der Universalmuffe lösen und den Kraft -
sensor nach unten schieben, bis der Vollzylinder vollständig in das
Wasser eintaucht.
- Die nun wirkende Gewichtskraft
warten, bis das vom Vollzylinder verdrängte Wasser vom
an der
Überlaufgefäß vollständig in den darunter stehenden Messzylinder
stufenlos
gelaufen ist.
- Bei immer noch vollständig in das Wasser eingetauchten
Vollzylinder, das verdrängte Wasser aus dem Messzylinder in den
Hohlzylinder gießen.
- Die nun wirkende Gewichtskraft
- Messung mit Salzwasser und Spiritus wiederholen.
Messbeispiel
Für Wasser:
Gewichtskraft G in N
(Hohl- und Vollzylinder in Luft)
Gewichtskraft G in N
(Vollzylinder in Wasser eingetaucht)
Gewichtskraft G in N
(Vollzylinder in Wasser eingetaucht und Hohlzylinder
des
mit verdrängtem Wasser gefüllt)
Auswertung
Wird der Vollzylinder in eine Flüssigkeit getaucht, wirkt eine
Auftriebskraft F , die der Gewichtskraft des Vollzylinders entgegen
A
gerichtet ist.
Dadurch verringert sich die Gewichtskraft von Hohl- und Vollzylinder
von G auf G :
0 1
Wird das vom Vollzylinder verdrängte Wasser in den Hohlzylinder
gegossen, erhöht sich die Gewichtskraft von Hohl- und Vollzylinder
wieder auf den Betrag von
Demonstrationsversuche Physik
G bestimmen.
0
G vom Display ablesen und
1
G vom Display ablesen.
2
0
1
2
= −
.
G G F
1 0 A
G .
0
Technische Änderungen vorbehalten
D 1.7.3.5.c
Sekundarstufe
1
2,0
1,3
2,0