Dieses Verhalten der Moleküle kann durch das Lennard-Jones Potential beschrieben werden. Bei kurzen Distanzen stoßen sich die Moleküle ab und bei größeren Distanzen wirkt eine anziehende Kraft. Hierbei ist wichtig darauf hinzuweisen, dass die abstoßende Kräfte als Kontaktkräfte aufgefasst werden können und deshalb richtungsunabhängig, also isotrop sind. Dahingegen sind die anziehenden Kräfte richtungsabhängig also anisotrop verteilt. Befindet sich die Flüssigkeit im Gleichgewicht, so heben sich die Kräfte auf ein Flüssigkeitsmolekül im Inneren der Flüssigkeit im zeitlichen Mittel gerade auf. Wasserläufer physik aufgabe in new york. direkt ins Video springen
Oberflächenspannung abstoßende Kräfte
An der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Gas ist die Symmetrie nicht mehr gegeben, denn die Flüssigkeitsmoleküle haben in vertikale Richtung keine benachbarten Moleküle mehr. Dies führt dazu, dass auf die Moleküle an der Grenzfläche nur eine resultierende Kraft ins Innere der Flüssigkeit gegeben ist. Oberflächenspannung anziehende Kräfte
Möchte man aus dem Inneren der Flüssigkeit ein Flüssigkeitsmolekül an die Oberfläche bewegen, so muss man gegen diese Kraft eine Arbeit verrichten.
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Wasserläufer Physik Aufgabe In New York
Du kannst sowohl die Dichte \({\rho _{{\rm{Medium}}}}\) des Mediums als auch das Volumen \({V_{\rm{K}}}\) des Körpers in gewissen Grenzen verändern und dabei die Richtung und den Betrag der Auftriebskraft \({{\vec F}_{\rm{A}}}\) beobachten. Wie du siehst steigt der Betrag der Auftriebskraft sowohl mit der Dichte \({\rho _{{\rm{Medium}}}}\) des Mediums als auch mit dem Volumen \({V_{\rm{K}}}\) des Körpers. Aus dem Zusammenhang \(m = \rho \cdot V\) zwischen Masse, Volumen und Dichte weist du, dass das Produkt \({\rho _{{\rm{Medium}}}} \cdot {V_{\rm{K}}}\) gerade die Masse der Menge an Medium ist, die von dem Körper "verdrängt" wird. Theoretische Überlegungen zeigen, dass der Betrag der Auftriebskraft genau der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gewichtskraft der verdrängten Menge an Medium ist. Damit hat auch der Ortsfaktor \(g\) einen Einfluss auf die Auftriebskraft. Abb. 8 ARCHIMEDES (um 287 v. Wasserläufer physik aufgabe in online. Chr. - 212 v. )
ARCHIMEDES von Syracus soll der Erste gewesen sein, der erkannt hat, wie groß die Auftriebskraft ist:
Gesetz des Archimedes (sprachlich)
Der Betrag der Auftriebskraft ist gleich dem Betrag der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit bzw. des verdrängten Gases.
Der Betrag \({F_{\rm{A}}}\) der Auftriebskraft eines Körpers in einem Medium ist also gleich dem Betrag \({F_{\rm{G, Medium}}}\) der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit oder des verdrängten Gases; diese wiederum lässt sich aus der Dichte \({\rho _{{\rm{Medium}}}}\) des Mediums, dem Volumen \({V_{\rm{K}}}\) des in das Medium eingetauchten Körpers und dem Ortsfaktor \(g\) berechnen. Es gilt also:
Gesetz des Archimedes (formal)
\[{F_{\rm{A}}} = {F_{{\rm{G}}{\rm{, Medium}}}} = {\rho _{{\rm{Medium}}}} \cdot {V_{\rm{K}}} \cdot g\]
Die Auftriebskraft wächst also mit dem Volumen des Körpers und der Dichte des Mediums. Quiz
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