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ForscherInnenwerkstatt Physik
Aufgabe 3
Graz, 11-2015
Die „Fingerwaage“
Lösung
Zur Erklärung benötigt man diese physikalischen Begriffe:
Kraft – Auftrieb – 3. Newton-Axiom
1.
Was passiert?
Taucht man einen Finger in ein mit Wasser gefülltes Glas, ohne den Boden oder die Wand zu
berühren, wird es scheinbar schwerer!
2.
Erklärung
Der eingetauchte Finger verdrängt Wasser und der Wasserspiegel steigt. Der Finger erhält eine
Auftriebskraft durch das Wasser. Das 3. Newtonsche Axiom besagt, dass jede Kraft eine gleich große
Gegenkraft erzeugt, „actio = reactio“ . Diese Gegenkraft übt der Finger auf das Wasser aus, sie ist gleich
gerichtet wie die Gewichtskraft des mit Wasser gefüllten Gefäßes Diese Gegenkraft hat also die gleiche
Richtung wie die Gewichtskraft des mit Wasser gefüllten Gefäßes und vergrößert die Kraft auf die Waage.
Die zusätzliche Anzeige entspricht dem Auftrieb des Fingers und damit der Gewichtskraft des vom Finger
verdrängten Wassers.
3.
Was bedeutet das für den Finger?
Die Waage zeigt nicht die Masse des Fingers an sondern man kann aus dem angezeigten Wert auf
das eingetauchte Volumen des Fingers schließen.
4.
Zwei gleich große Stäbe aus Eisen und Plastik werden gleich tief eingetaucht.
Die Waage zeigt gleich viel an. Aus dem vorherigen folgt, dass die Anzeige der Waage nur vom
eingetauchten Volumen abhängt und daher beide Stücke gleich viel anzeigen, obwohl sie verschieden
schwer sind!
Quellenangabe:
Physikalische Freihandexperimente, 1997, Aulis-Verlag, D 85399 Hallbergmoos

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