Hydrostatik

shamy89 · Anmeldungsdatum: 25.03.2016 Beiträge: 4

Meine Frage:
Eine Frage, die wahrscheinlich so einfach ist und ich den Wald vor lauter Bäumen nicht sehe und dazu mehr Mathe als Physik ist.

Eine 0,27 g schwere Büroklammer mit Länge l, Radius r und aus verzinktem Stahl schwimmt auf der Wasseroberfläche.
(a) Wie groß ist die Oberflächenäderung des Wassers als Funktion von l und r, wenn der Draht zur Hälfte eintaucht? Vernachlässigen Sie die Deckelflächen des kreisrunden Drahtes.
(b) Wie lang muss der Draht sein, damit er zur Hälfte eintaucht und schwimmt?

Meine Ideen:
zu (a)
Fläche des Wassers ohne Eintauchen des Drahtes:

Fläche des Wassers mit Eintauchen des Drahtes:

Aber ich habe keine Ahnung was die mit einer Funktion wollen

zu (b)

mit

=>

Da V zur Hälfte ins Wasser eingetaucht sein soll

=>

<=>

Aber ich habe ja A nicht weil r=?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Die Oberflächenspannung des Wassers ermöglicht es, daß kleinere Gegenstände vom ihm getragen werden: eingefettete Nadeln z.B. Das würde ich nicht als schwimmen bezeichnen und ob es mit absolut sauberen Büroklammern funktioniert - k.A.

Was bedeutet "zur Hälfte einsinken"? Ist die (eventuelle) Benetzungslinie damit gemeint oder quasi die ungestörte Wasseroberfläche?

Mangels Angaben zu den Grenzflächenspannungen der drei Medien beschränkt man sich vermutlich (zu recht oder unrecht) auf Wasser / Luft.

a) steuert evtl. die allgemeine Definition sigma = Delta E / Delta A zu (-> Delta A) an.

b) Für das Tragen des Körpers müßte man die resultierende Kraft entlang der Benetzungslinie bestimmen. ...

NB Aus welchem Umfeld / Zusammenhang stammt die Frage?

shamy89 · Anmeldungsdatum: 25.03.2016 Beiträge: 4

Tja, leider stehen mir keine weiteren Informationen zur Verfügung. So sehen an der Uni Bonn Physikklausuraufgaben aus für Nebenfächlerstudenten (in meinem Fall Biologiestudentin).
Ich habe schon öfter mal davon gehört, dass Studenten klagten wegen der offenen Fragestellung. Es ist im Prinzip alles sehr trivial zu betrachten, aber mir fällt das irgendwie schwer zu sehen was für eine "einfache Antwort" dabei gesucht ist.
Mit "zur Hälfte einsinken" ist in der Tat gemeint, dass der Zylinder mit seinem halben Volumen unter Wasser ist.
Also