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Vorbereitungen und didaktische Hinweise

Für das Verständnis der Entstehung der Auftriebskraft ist die Erkenntnis aus dieser Einheit grundlegend!

Der Zeitumfang der Einheit beträgt etwa 60 Minuten.

Vorbereitung der Experimente

a) Luftballon mit Wasser

Dieser Versuch wurde schon in UE 3 durchgeführt. Aber hier liegt das Augenmerk darauf, dass der Ballon mit zunehmender Tiefe im Wasser kleiner bzw. faltiger wird.

 

b) Druckdose oder Flasche mit Membran

Hat man die in UE 3 bereits beschriebene Druckdose mit zwei gegenüberliegenden Latexmembranen oder die in UE 3 erwähnte Druckdose mit nur einer Membran dort eingesetzt, kann man auf die nachfolgend beschriebene Lösung verzichten.

Ansonsten wird hier eine im Bau vereinfachte Variante verwendet: Es wird eine Flasche mit einer einzigen Membran anstelle des Flaschenbodens verwendet. Diese Variante ist gut handhabbar mit überzeugenden Beobachtungsergebnissen.

Dazu wird von einer Plastikflasche mit glatten Wänden der Boden abgeschnitten und über diese Öffnung wie bei der Druckdose eine einzige Latexmembran geklebt. Der Verschluss der Flasche muss entfernt sein, ein Trinkhalm ist nicht notwendig.


Abb. 4.1: Eine Flasche mit einer Latexfolie wird in ein Glasgefäß gedrückt

 

c) Druckdose

Die Präparation der Druckdose wurde bereits in der Vorbereitung von UE 3 beschrieben.


Abb. 4.2: Demonstration mit der Druckdose, dass auf einen Gegenstand auf die Unterseite stärker gedrückt wird als auf die Oberseite und die Druckkräfte mit der Wassertiefe zunehmen

 

d) Fontäne in der Flasche

In eine Plastikflasche (möglichst mit glatter Wand) wird in den Boden ein kleines Loch von etwa 1 mm gebohrt. Wird die Flasche mit dem Boden zuerst ins Wasser gedrückt, kann man im Flascheninneren eine kleine Fontäne beobachten, deren Höhe mit der Wassertiefe zunimmt. Der Verschluss der Flasche muss entfernt sein.


Abb. 4.3: Wasserfontäne in der Flasche

 

e) Flasche mit seitlichen Ausflussöffnungen

In eine Plastikflasche mit glatter Wand werden an der Seite in verschiedenen Höhen vier gleichgroße Löcher gebohrt. Die Flasche wird ohne Verschluss in eine Wasserschüssel gelegt, bis sie vollständig mit Wasser gefüllt ist. Dann wird sie senkrecht aus der Schüssel gehoben. Aus den Öffnungen treten Wasserstrahlen aus, die unterschiedlich steil nach unten fallen. Der unterste Strahl bleibt am ehesten horizontal, weil dort der Druck im Wasser an der Öffnung am größten ist.


Abb. 4.4: Wasserstrahlen in unterschiedlicher Austrittshöhe

 

 

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