Physikaufgabe nicht verstanden

Wissenschaft Physik
#1

Hallo ihr Lieben :smile:)

Ich sitze gerade an meinen PHysikaufgaben und komme bei einer nicht weiter. Die Frage lautet: Ein Salzkristall wiegt in der Luft 1,075 N eingetaucht in Petroleum (Dichte 0,8 kg/dm³) nur 0.675 N Wie groß ist die Dichte des Kristalls ?
das ergebnis laut Lehrer ist 2150 Kg/m³
ich verstehe aber überhaupt nicht wie man auf das ergebnis kommt und weiß auch nicht wie man auf das Volumen zum beispiel kommt :frowning:

Es wäre echt super lieb wenn mir einer dabei helfen könnte vielleicht erklären könnte wie man dabei vorgehen sollte mit den rechenschritten und so weiter.

Ich bedanke mich jetzt schon mal für jede Hilfe LG :smile:)

#2

Hallo,

ich würde das so rechnen,

Geg: MSluft=1,075 N:stuck_out_tongue_winking_eye:etroleum(roh=dichte)=0,8kg/dm³; MSPetroleum=0,675N
Ges: ϱS=?
Lös:

Fg(Gewichtskraft)=V(Volumen NaCl)*ϱ(dichte Stoffes)*9,81N/kg

DichteS=Fg1*Dichte2-Fg2*Dichte1/(Fg1-Fg2)
Dichte= (1,075N*800kg/m³-0,675N*1,2041 kg/m3)
/ 1,075-0,675
Dichte=2147,97 Kg/m³

Die Formel wird auf
http://de.wikipedia.org/wiki/Dichte
unter Dichtebestimmung durch Auftrieb genau Hergeleitet

Ich hoffe, ich konnte helfen

#3

Ich danke dir für deine Antwort war sehr hilfreich :smile:
ich hab noch eine Frage bei der ich einfach nicht weiter komme, meine anderen AUfgabee ich schon gelöst.
Die Frage lautet: eine gebrauchsfertige Frostschutzmittellösung läßt siche durch mischen von Frostschutzkonzentrat ( Dichte 1,135 km/dm³) und destiliertem Wasser herstellen. Wieviel Lieter Wasser und wieviel Lieter Konzentrat muss man nehmen, um 7 Lieter Gebrauchslösung mit einer Dichte von 1,06 km/dm³ zu erhalten.
Mein Lehrer hat gesagt das man da 2 gleichungen hat mit zwei unbekannten und dass das volumen des wasser + das volumen des konzentrates= volumen der lösung.
Meine Frage ist jedoch, ich bin nicht wirklich gut in Physik wie kommt man dann darauf das man gier nach dem Volumen sucht ? ist das Volumen gleich dem Gewicht oder ist deshalb Volumen weil ich hier Flüssigkeiten habe ?

meine erste gleichung wäre 1,135kg/dm³ + V=0
und die zweite 1,06kg/dm³ + V = 0 und dann nach auflösem um V zu bekommen oder ? :smile:

#4

Sorry, bin gerade krank.

#5

Wenn du 1,135kg/dm³ + V=0 bzw. 1,06kg/dm³ + V = 0
rechnest hast du das Volumen zur Dichte Addiert. Das geht aufgrund der Einheiten nicht.
Volumen ist in dm³ und Dichte in kg/dm³ angegeben. Das wär als wenn du 4Tomaten+4bananen=8Pflaumen rechnest :wink:
so erklärt mein Lehrer das immer.
Mit dem Volumen rechtet man hier, weil die Dichte = Masse/Volumen ist.

Deshalb rechne ich so:

Geg: D(L)=1,135 KG/dm³ ; D(W)=1kg/dm³ ; V(Ziel)=7dm³ ; D(Ziel)= 1,06 kg/dm³
Ges: V(W) ; V(L)
Lös:

V(W)+V(L)=V(Ziel)

D=M/V

M(Ziel)=V(Ziel)*D(Ziel)
M(Ziel)=7dm³*1,06 kg/dm³
M(Ziel)=7,42 kg

V(W)+V(L)=V(Ziel)
M(W)/D(W)+M(L)/D(L)=7,42kg/1,06 kg/dm³

M(W)+M(L)=M(Ziel)

Nach M(W) lösen

M(W)=M(Ziel)-M(L)

in M(W)/D(W)+M(L)/D(L)=7,42kg/1,06 kg/dm³
einsetzten

7,42kg-M(L)/1 kg/dm³ + M(L)/1,06 kg/dm³=7dm³

7,87kg-1,06*M(L)+M(L)=7,42kg

-0,06*M(L)=-0,45kg

M(L)= 0,75kg

in die M-Formel

M(W)=M(Ziel)-M(L)
M(W)=7,42kg-0,75kg
M(W)=6,67kg

V=M*D

V(W)=6,67dm³
V(L)=0,795dm³

#6

Also in der Lösung von meinem Lehrer steht das für das Konzentrat= 3,11 dm³ und für Wasser: 3,89 dm³ raus kommen müsste als Lösung also kann das mit deinem Lösungsweg nicht hinkomen oder ? :smile:

#7

Servus

Die Grundlage der Lösung deiner Aufgabe beruht auf dem Archimedischen Prinzip und einfacher Äquivalenzumformung.
Es gilt das Volumen des Körpers ist gleich dem Volumen der verdrängten Flüssigkeit.

VKörper = Vverdrängte Flüssigkeit

mKörper / ρKörper = mverdrängte Flüssigkeit / ρFlüssigkeit

FKörper / g / ρKörper = Fverdrängte Flüssigkeit / g / ρFlüssigkeit

FKörper / (g * ρKörper) = Fverdrängte Flüssigkeit / (g * ρFlüssigkeit)

FKörper / ρKörper = Fverdrängte Flüssigkeit / ρFlüssigkeit

(FKörper / Fverdrängte Füssigkeit) * ρ Flüssigkeit = ρKörper

(1,075N / 0,4N) * 0,8 kg/dm3 = ρKörper

ρKörper = 2,15 kg/dm3 = 2,15 t/m3 =2150 kg/m3

Fverdrängte Flüssigkeit = FKörper – FKörper in der Flüssigkeit = 0,4N

Solltest du mit dem Lesen der Formeln schwierigkeiten haben, dann schick mir deine Mailadresse und schick dir ein Worddukoment. [email protected]

#8

Hallo,

ohne es jetzt nachgerechnet zu haben sollte die Aufgabe mit der einfachen Formel „Dichte = Masse geteilt durch Volumen“ zu rechnen sein.

Zunächst musst du das Volumen des Kristalls berechnen. Das ist in der Luft ja genauso groß wie im Petroleum. Dafür stellst du die Formel nach dem Volumen um und setzt die Werte des Kristalls in Luft ein. Dabei musst du aber unbedingt beachten, dass du die Einheiten umstellst. Das heißt dm³ in m³!

Nun hast du das Volumen des Kristalls welches du wieder in obige Formel einsetzt, die Masse in Petroleum ist dir ja bekannt. Somit müsstest du die Dichte des Kristalls berechnen können.

Hoffe ich konnte dir weiterhelfen und meine Antwort ist richtig.

Viele Grüße

#9

Ich habe die Antwort auf Deine Frage in einer Excel-Datei verfasst und finde hier keine Möglichkeit, sie als Anhang mitzuschicken. Ich versuche sie einfach hereinzukopieren, in der Hoffnung, dass alles einigermassen lesbar ist.
LG
olaf

Gegeben: Gewicht eines Salzkristalls in Luft: G = 1,075 Newton
Gewicht des Salzkristalls in Petroleum: G’ = 0,675 Newton
Dichte von Petroleum: ρFl = 0,8 kg/dm³

Gesucht: Wie gross ist die Dichte des Salzkristalls ρKr [kg/m³]?

Zu den verwendeten/benötigten physikalischen Grössen und ihren Dimensionen:

Masse: 1 kg
Kraft/Gewicht : 1 Newton = 1N = 1kg*m*s-2
Dichte ρ: [kg/m³]
Wichte: [N/m³]
Beschleunigung: [m*s-2]
Erdbeschleunigung: g = 9,81 m*s-2

Masse - Gewicht: Ein Körper der Masse G kg erzeugt ein Gewicht/eine Gewichtskraft von G*g Newton.
Auftrieb: Ein Körper des Gewichts G*g Newton, wenn er in ein Medium (z.B. eine Flüssigkeit)
eingetaucht wird, erfährt einen Auftrieb (= Gewichtsreduktion), die gleich dem Gewicht des verdrängten
Mediums ist. Der Gewichtsverlust beträgt also Volumen des betrachteten Körpers mal Wichte der Flüssigkeit.

Salzkristall Gewicht = 1,075 N (der Auftrieb in Luft kann vernachlässigt werden)
Petroleum Dichte = 0,8 kg/m³
Auftrieb/Auftriebskraft Differenz Kristallgewicht in Luft und Kristallgewicht in Petroleum:
Δ = 1,075 N - 0,675 N = 0,4 N

Diese Differenz ist (s.o.) gleich dem Kristallvolumen mal der Wichte des Petroleums
Δ = VKr*ρFl*g= 0,4 N = VKr0,8 kg/dm³*9,81m/s²
Daraus ergibt sich zunächst das Volumen des Kristalls
VKr = Δ/(ρFl*g) = 0,4 N/(0,8kg/(0,1m)³*9,81m/s²) = 5,09684*10-5m³
VKr = 5,09684*10-5m³

Das Gewicht des Salzkristalls ist gegeben zu
G = 1,075 N
ist aber wiederum
G = mKr*g = ρKr*VKr*g
und daraus ergibt sich für die Dichte des Kristalls
ρKr = G/(VKr*g) = 1,075 N/(5,09684*10-5m³*9,81m/s²) = 1,075*105/(5,09684*9,81) kg/m³
ρKr = 2149,99998 kg/m³ = 2150 kg/m³
so wie es der Lehrer vorhergesagt hat.

==================================================
Wie ich sehe hat das nicht ganz funktioniert. Der Text ist ziemlich ungeordnet und die als tiefgestellte Indizes gedachten Buchstaben sind normal eingefügt.
Als Hilfe: Kr steht für Kristall
Fl steht für Flüssigkeit
und „10-5“ steht für 10 hoch -5.

Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen, wie man Formeln in einer wer_weiss-was-Antwort generieren kann oder wie man Anhänge mitschicken kann.

#10

Stimmt^^
aber ich wüsste jetzt grad nicht wo^^

du könntest mir ja mal den Weg von deinem Lehrer schicken.

#11

Hallo,

es geht um das Archimedisches Prinzip:
http://de.wikipedia.org/wiki/Archimedisches_Prinzip

Dort unter
http://de.wikipedia.org/wiki/Archimedisches_Prinzip#…

Gewicht in Luft gegeben, Gewicht abzüglich des Auftriebs ist auch angegeben. Also ist die Stärke des Auftriebs bekannt.

Weil Dichte d. Petroleums bekannt ist, kann mit der Fallbeschleunigung g das Volumen berechnet werden.

Beim direkten Einsetzen vereinfachend vorrausgesetzt, daß der Auftrieb in Luft ( und damit die Luftdichte ) vernachlässigbar ist.

Um das zu verstehen, einfach die Herleitung Schritt für Schritt durchgehen!

MfG

G. Aust

#12

Hey, habe mir dazu mal Gedanken gemacht, und bin zu folgenden Schluss gekommen:

Rechnung: (Erläuterung weiter unten)

FG=m*g=Vk*pk*g

FA=pi*Vk*g

Gewichtskraft des Körpers in Luft:
1,075*g=FG-FA(Luft)
>1,075*g=Vk*g(pk-p(luft))

Gewichtskraft des Körpers in Petroleum:
0,675g=FG-FA(Pet)
>0,675*g=Vk*g(pk-p(pet)) >> Vk=0,675/(pk-p(pet))

Einsetzen in 1. Gleichung:
0,675/(pk-p(pet))(pk-p(luft))=1,075
>0,675pk-0,675p(luft) =1,075pk-1,075p(pet)
>-0,4pk =0,675p(luft)-1,075p(pet)
>pk =-(10/4)*(0,675p(luft)-1,075p(pet)

Wert für p(luft) bei 20°C= 1,2041Kg/m³ ;
P(pet) = 0,8 kg/dm³ = 800kg/m³
>> pk = 2147,968

Erklärung:

Auf jeden Körper in Ruhe wirken mindestens 2 Kräfte.

  1. Die Gewichtskraft FG= M*g M
    [Masse * Erdbeschleunigung(9,81]
    Außerdem gilt: M=pk*Vk
    [Masse = Dichte des Körpers * Volumen des Körpers]
  2. Die Auftriebskraft, die von der Dichte des Mediums, in dem sich der Körper befindet, und dem Volumen des Körpers abhängt. Sie ist entgegengesetzt genau so groß, wie die Gewichtskraft, die auf die Verdrängte Flüssigkeit, oder das Gas, wirken würde.

FA=pi*Vk*g

Hier entsteht ein kleines Problem mit der Aufgabenstellung: Es wird von Gewicht gesprochen, der folgende Wert ist dann allerdings in Newton gegeben, was nicht Kilogramm sind. Ich habe, mal angenommen, die Werte sollen in Kg gegeben sein, und diese genutzt.

Nun kennen wir also die Kraft, die der Körper auf eine Wage wirken lässt (Luft: 1,075[kg]*g=FG-FA; Petroleum: 0,675[kg]*g=FG-FA)
Davon stellen wir eine (oben Petroleum, ist aber egal) nach dem Volumen Vk um, und setzen dies in die andere ein.
Deshalb brauchen wir keinen Wert für das Volumen, was wir im Nachhinein allerdings mit der Dichte errechnen könnten.
Nun wird nur noch die Gleichung umgeformt und die Werte p(Luft), aus der Formelsammlung, und p(pet), was vorher noch von [kg/dm³] in [kg/m³] umgerechnet wird (Einfach mal 1000), einzusetzen, und erhalten ein sehr ähnliches Ergebnis, wie der Lehrer.

Wenn man die Rechnung wiederholt, und statt Gewicht, Kräfte als gegebene Größen ansieht, erhält man das gleiche Ergebnis, da sich die konstante g beim Einsetzen der beiden Gleichungen kürzt. Die Aufgabenstellung ist allerdings nicht korrekt.

Wenn dazu noch Fragen sind, melde Dich einfach.

#13

1 N = kg.m/s hoch 2 und dann alle angaben nach dieser formel auflösen