Physik Klasse 8: Dichte, Druck und Auftrieb (Übungstest)
- Dichte, Druck und Auftrieb
- 10 Fragen
- 13 Minuten
Du rechnest mit Dichte, Druck und Auftrieb und erklärst, warum Dinge schwimmen oder sinken. Tipp: Rechne Einheiten vorher passend um und rechne bei der Gewichtskraft mit g ≈ 10 N/kg.
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Frage 1
Ein Stein hat eine Masse von 270 g und ein Volumen von 100 cm³. Welche Dichte hat er?
Richtige Antwort: A
Die Dichte ist Masse durch Volumen: 270 g : 100 cm³ = 2,7 g/cm³. Wer 0,37 g/cm³ erhält, hat Volumen durch Masse gerechnet.
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Frage 2
Wasser hat eine Dichte von 1,0 g/cm³. Welcher Körper schwimmt im Wasser?
Richtige Antwort: D
Ein Körper schwimmt, wenn seine Dichte kleiner ist als die der Flüssigkeit. Nur 0,6 g/cm³ ist kleiner als 1,0 g/cm³, alle anderen Klötze gehen unter.
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Frage 3
Eisen hat eine Dichte von 7,9 g/cm³. Welche Masse hat ein Eisenstück mit 10 cm³ Volumen?
Richtige Antwort: B
Masse = Dichte · Volumen = 7,9 g/cm³ · 10 cm³ = 79 g. Das Ergebnis 1,27 g entsteht, wenn man durch die Dichte teilt statt mit ihr malzunehmen.
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Frage 4
Eine Kiste drückt mit einer Gewichtskraft von 600 N auf eine Fläche von 0,2 m². Wie groß ist der Druck?
Richtige Antwort: C
Druck = Kraft : Fläche = 600 N : 0,2 m² = 3.000 N/m² = 3.000 Pa. Wer 120 Pa erhält, hat Kraft und Fläche malgenommen.
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Frage 5
Warum sinkt man mit Schneeschuhen weniger tief in den Schnee ein?
Richtige Antwort: D
Bei gleicher Kraft und größerer Fläche wird der Druck kleiner, deshalb drückt man den Schnee weniger zusammen. Masse und Gewichtskraft bleiben unverändert.
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Frage 6
Eine Taucherin befindet sich in 20 m Tiefe. Wie groß ist der Druck, den das Wasser allein auf sie ausübt, ungefähr? (Je 10 m Wassertiefe steigt der Druck um etwa 1 bar.)
Richtige Antwort: C
20 m Wasser erzeugen etwa 2 · 1 bar = 2 bar. Die 3 bar wären der Gesamtdruck, wenn man den Luftdruck von etwa 1 bar über der Wasseroberfläche mitzählt.
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Frage 7
Ein Körper wird ganz in Wasser getaucht und verdrängt dabei 0,5 Liter Wasser. Wie groß ist die Auftriebskraft? (0,5 Liter Wasser haben eine Masse von 0,5 kg; g ≈ 10 N/kg)
Richtige Antwort: A
Nach dem Prinzip des Archimedes ist die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft des verdrängten Wassers: 0,5 kg · 10 N/kg = 5 N. Die Antwort 0,5 N vergisst den Faktor g.
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Frage 8
Warum schwimmt ein großes Schiff aus Stahl, obwohl Stahl eine größere Dichte als Wasser hat?
Richtige Antwort: B
Der Rumpf umschließt viel Luft, deshalb verdrängt das Schiff so viel Wasser, dass dessen Gewichtskraft das Schiffsgewicht ausgleicht. Ein massiver Stahlblock würde dagegen sinken.
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Frage 9
Bei einer hydraulischen Presse hat der kleine Kolben eine Fläche von 2 cm², der große Kolben eine Fläche von 50 cm². Auf den kleinen Kolben wirkt eine Kraft von 100 N. Welche Kraft wirkt auf den großen Kolben?
Richtige Antwort: B
Der Druck ist überall gleich: 100 N : 2 cm² = 50 N/cm². Am großen Kolben ergibt das 50 N/cm² · 50 cm² = 2.500 N. Mit 4 N hat man das Flächenverhältnis umgedreht.
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Frage 10
Wie groß ist der mittlere Luftdruck auf Meereshöhe ungefähr?
Richtige Antwort: A
Der normale Luftdruck auf Meereshöhe liegt bei etwa 1.013 Hektopascal, das ist ungefähr 1 bar. Mit zunehmender Höhe nimmt er ab.
Leer gelassene Fragen zählen nicht als falsch.
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