3B Scientific Device for Archimedes' Principle User Manual
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3. Technische Daten
Volumen Vollzylinder:
ca. 100 cm
3
Masse Vollzylinder:
ca. 120 g
Volumen Hohlzylinder:
ca. 100 ml
Abmessungen:
ca.
55x55x55
mm
3
Masse:
ca. 150 g
4. Bedienung
4.1 Bestätigung des Archimedischen Prinzips
Zusätzlich benötigte Geräte:
1 Kraftmesser 250 g / 2,5 N
U40810
1 Überlaufgefäß
U8411310
1 Becherglas
aus U14210
1 Stativfuß
U8611160
1 Stativstange, 750 mm
U15003
1 Muffe mit Haken
U13252
4.1.1 Experiment 1
•
Stativ aufbauen und Kraftmesser an den Haken
hängen.
•
Vollzylinder in den Hohlzylinder stecken, um
zu demonstrieren, dass sein Volumen gleich
dem Volumen des Hohlraums im Hohlzylinder
ist.
•
Vollzylinder an den Hohlzylinder und beide an
den Kraftmesser hängen.
•
Gewicht ablesen und notieren.
•
Becherglas mit Wasser füllen und unter die
Zylinder stellen.
•
Kraftmesser soweit absenken, dass der Vollzy-
linder bis zur ersten Markierung ins Wasser ein-
taucht.
•
Neuen Wert am Kraftmesser ablesen.
•
Hohlzylinder bis zur ersten Markierung mit
Wasser befüllen.
Der Kraftmesser geht auf den ursprünglichen Wert
zurück.
•
In weiteren Schritten Vollzylinder bis zur zwei-
ten Markierung, dann bis zur dritten und
schließlich komplett eintauchen. Bei jedem
Schritt die entsprechende Menge Wasser in den
Hohlzylinder gießen.
Damit ist das Archimedische Prinzip bestätigt.
4.1.2 Experiment 2
•
Stativ aufbauen und Kraftmesser an den Haken
hängen.
•
Vollzylinder an den Hohlzylinder und beide an
den Kraftmesser hängen.
•
Gewicht ablesen und notieren.
•
Überlaufgefäß darunter stellen und so weit mit
Wasser befüllen, dass gerade kein Wasser mehr
überläuft.
•
Becherglas neben das Überlaufgefäß platzie-
ren, so dass das überlaufende Wasser aufge-
fangen werden kann.
•
Kraftmesser soweit absenken, dass der Vollzy-
linder vollständig im Wasser eingetaucht ist.
Dabei das überlaufende Wasser im Becherglas
auffangen.
•
Neuen Wert am Kraftmesser ablesen.
Die Differenz zwischen beiden Ablesungen ent-
spricht der Auftriebskraft F
A
auf den Vollzylinder.
•
Das aufgefangene Wasser aus dem Becherglas
in den Hohlzylinder gießen. Dabei sicherstel-
len, dass kein Wasser im Becherglas verbleibt.
Der Kraftmesser zeigt wieder den ursprünglichen
Wert an. Das Archimedische Prinzip ist damit bestä-
tigt.
4.2 Bestimmung der Dichte einer unbekannten
Flüssigkeit
Zusätzlich benötigte Geräte:
1 Lineal
•
Mit dem Lineal Durchmesser d und Höhe h des
Vollzylinders messen und sein Volumen V be-
rechnen (V = ¼
π d
2
h).
•
Auftriebskraft F
A
bestimmen (siehe Punkt 4.1.2)
mit der unbekannten Flüssigkeit an Stelle des
Wassers.
•
Dichte
ρ der unbekannten Flüssigkeit mittels
Formel 4 errechnen.
Fig. 1 Experimentieraufbau