Die Kräfte beim schwimmenden Boot

Ein Opti steht bewegungslos in der Flaute.

Was kannst Du über die Kräfte auf das Boot sagen?

 

Folgende Aussagen kann man machen:

  1. Auf den Opti wirkt die Gewichtskraft von Boot und Person nach unten.
  2. Da der Opti im Zustand der Ruhe verbleibt, ist die Kräftesumme Null.
  3. Die der Gewichtskraft entgegengerichtete Kraft (blau) auf das Boot nennt man Auftriebskraft.
Anmerkung: Eine Aussage "Es wirkt keine Kraft auf den Opti" ist falsch. Auf jeden Körper wirken Kräfte.

Lass in einen Opti Personen einsteigen und bebachte, was der Opti macht.

Wie verhalten sich Gewichtskraft und Auftriebskraft?

Was soll der Versuch zeigen?

  1. Das Boot sinkt genau so tief ein, bis die Auftriebskraft gleich groß und entgegen gesetzt gerichtet der Gewichtskraft ist.
  2. Die Gewichtskraft des verdrängten Wassers ist genau so groß wie die Gewichtskraft des Bootes. Dies zeigt der Versuch zwar nicht exakt, aber Archimedes hat dies schon vor 2000 Jahren gemessen.

Was geschieht, wenn der Opti schräg ist und dann dann losgelassen wird?

Die Gewichtskraft (rot) und die Auftriebskraft (blau) sind zwar gleich groß und entgegengerichtet. Aber sie haben nicht die gleiche Wirkungslinie. Dadurch gibt es ein Drehmoment, dass den Opti so lange dreht, bis die Kräfte wieder auf einer Wirkungslinie liegen.

 

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