Physikalisches Rätsel
 

Weil ja so schöne Diskussion geherrscht hat beim Beitrag "physikalische Problemchen", hat Guru ein wenig herumgesucht und ein sehr nettes Physikrätselchen gefunden.

Also:

In einer quadratischen Keramikschale, die 7cm Kantenbreite (innen) hat und 5cm hoch ist, befindet sich ein Würfel aus Stahl, der 27 cm³ Volumen hat. Neben dieser Keramikschale steht ein mit 2 l Quecksilber gefüllter Glasbecher. Wieviel Quecksilber (in cm³) muss man zumindest in die Schale leeren, damit der Stahlwürfel vollständig bedeckt wird?


Lösungsvorschläge werden hier angenommen ;)

LG

Guru

hm.. 120 + ein bisschen was?

Das geht net!! Stahl ist leichter als Quecksilber, somit wird der Stahlblock aufschwimmen wie ein Eisberg an den Polkappen.

korrekt (war etwas einfach - aber zum Aufwärmen OK)

http://lustich.de/lustich/witze-witz...-x11-3799.html

Ciao Oliver

nun ja, und wenn wir an der umgebungstemperatur was ändern ;)

pfh.. aber meine Rechnung hätte gestimmt, aber ich habs mir gedacht, das da noch wo ein Haken ist :)

@zappel:
ich fürchte ich muss widersprechen:
wenn mann den 3x3x3 stahlwürfel in eine ecke der keramikschale stellt und dann die schale schief hält - kommt man mit weniger als 120 aus
.. wer berechnet ds genau? (neigu
ng, cm) :ms:

nunja, ich würde einfach unter die keramikschale einen starken magnet geben, der den Stahlwürfel unten hält - wurde ja nicht explizit ausgeschlossen, dass kein Magnet drunter is :p

btw. solche Rätsel gefallen mir - würd mich freuen, wenns sowas öfter hier gibt :-)

Denke auch,
die Falle liegt im Material,
weil,
wäre wirklich das Volumen gefragt,
hätte man einen sicher versenkt bleibenden Goldwürfel in der Angabe,
der auch keine weiteren Magnetphantasien hervorrufte.
Ansonsten schließe ich mich Dillingers Kippthese an.

man müsste übrigens auch Temp. und Oberflächenspannung berücksichtigen - wäre tatsächlich das Volumen zu berechnen gewesen.

beim gold hätten wir wieder das Problem der Amalgambildung ;)

Nehme das mit Kippthese zurück,
bei 5 cm Höhe geht sich das nicht aus :-)

Brav gelöst, Stahl ist spezifisch leichter als Quecksilber, daher würde der Würfel schwimmen.

Aber Guru hat sicher noch eins ;)

LG

Guru

Auch etwas Logisches:

Auf einem Turm am Äquator, der so hoch ist, dass eine fallengelassene Probe genau bei 5sec aufprallt, hängt ein Lot und markiert den Lotpunkt.

Wenn man jetzt die Probe fallen lässt, wo trifft sie auf? (Windstille, homogenes Schwerefeld)

Am Boden :p

Die Frage ist nicht "worauf", sondern "wo"

"Wo" definiert einen Ort, der in Relation zu einem anderen Ort steht, und zwar Abstand und Richtung.

Der Frage nach bietet sich als Bezugspunkt der Lotpunkt an.

Also: WO trifft die Probe in Bezug auf den Lotpunkt auf?

diese fragenstellung wirft mehr fragen auf als ich in der lage bin zu fragen (was bzw wo sind 5sec? wie hoch ist das lot? dreht sich die erde homogen? ..)

@Klingsor:
schade - damit hast du dich aus der klasse der hochbegabten entfernt :p
(wenn ich begabt genug wäre würde ich es grafisch veranschaulichen *g* - aber im prinzip ist die höhe nicht ausschlaggebend (muss nur höher als der würfel sein) sondern dass die würfellänge kleiner als die restlänge in der schale ist (in diesem fall: 3 : 4))
:hallo:

Frage:
Warum geht die Sonne im Meer unter?
Antwort:
Die Sonne hat eine mittlere Dichte von 1,4 g/cm³. Damit ist ihre Dichte größer als die Dichte von Wasser und sie muß untergehen.

Leicht östlich davon (Corioliskraft)?

Hm... gibt es am Äquator eine ebene Corioliskraft?

Aber is eh egal.

Östlich stimmt, man kanns auf den mm genau ausrechnen.
Einfachheitshalber g=10

und klarerweise ist der Freigabepunkt der Probe dann 125 m über dem Erdboden für 5sec Fallzeit.

btw: Schlau gerechnet (Differenzen)braucht man nicht einmal den Erddurchmesser und auch nicht die Oberflächengeschwindigkeit der drehenden Erde. Damit geht die Rechnung auf jedem Himmelskörper, wenn die Fallbeschleunigung und die Umdrehungs-Winkelgeschwindigkeit bekannt sind.

Wenn ich noch mehr sage, könnte ich das Ergebnis auch gleich herschreiben.

Blödsinn, wenn Du nur wenig kippst, und den Würfel komplett bedecken willst, hast Du noch mehr Volumen als 120. Du mußt einen tetraederförmigen Hohlraum bilden, damit wirklich mit weniger Volumen ausgekommen werden kann. Und der geht sich halt bei den 5cm nicht aus.

@Klingsor:
Unsinn, es reicht wenn es pyramidenstumpfförmig ist!
(wobei der unterschied wohl nur begabtenklässlern auffällt *g*)
wenn du es nicht glaubst probier es einfach aus ;-)

Komm runter,
Dein Pyramidenstumpf hat einfach zuviel Volumen ;)

wennst mit mir um einen fischmac wettest - mach ich mir die mühe und beweise es mathematisch *hungerhab* :idee:

Stimmt, das wir sonst fad :D

Also meine Schätzung lautet
2*PI/24/60/60*5*9.81*5²=0.089m

Gut 9cm :rolleyes:

Vorausgesetzt, ich habe mich nicht verrechnet und der Tag dauert 24h, was ja nicht genau stimmt :D


Interessant wäre das Beispiel aber erst unter Berücksichtung eines inhomogenen Schwerefeldes und der Allgemeinen Relativitätstheorie :ms:

und wie weit ist es am Nordpol entfernt?

An den Polen natürlich Null.

Wenn ich richtig überlegt habe, ist das oben genannte Ergebnis falsch. Ich kann mich natürlich auch irren.
1) Hinweis: der Wert ist kleiner als 5cm

Der nächste Hinweis bei Bedarf.

Vielleicht stimmt ja auch 4.5cm. Einen Faktor 2 kann man schnell mal übersehen :D

EDIT: Hoppala, ist wirklich ein Faktor 2 den ich bei der Berechnung der Turmhöhe vergessen habe ;)

Ok.

Es gilt auf beliebigen Sternen, weil nur die Differenz des "Bodenumfangs" zum Umfang in Fallstarthöhe wichtig ist.

Somit:

Höhe*2*Pi ist der Umfangsunterschied bei beliebigen Turmhöhen und Planetenradien.

zu dividieren durch die Sekunden pro voller Umdrehung => mal Fallzeit ergibt die Wegdifferenz der beiden Umfänge während des Falls.

Schon verblüffend,oder?
5sec Fallzeit und schon ca. 4.5cm Unterschied!

Weil die Probe ja ihre horizontale Momentangeschwindigkeit beibehält. Lufteinfluss venachlässigt.

@Klingsor: da ich gerade zeit beim fischmacverzehr hatte und du sowieso nicht gewettet hättest :ms: - hier der beweis meines kipp-axioms:

http://666kb.com/i/110y50jlgzjlt.jpg

also ergibt sich für die kippung ein volomen von 103.66 was eine ersparnis von 16.33 cm3 quecksilber gegenüber 120 ohne kippen ergibt.
(eben die die differenz der beiden dreiecke 2:3 und 2.66:4)

und als hochbegabtenanwärter würde ich das ganze nun auch noch in die andere richtung kippen ;-)

NS: dank an pong für dn hinweis wie und wo man bilder hochladen kann

So kann man sich mit einer kleinen Provokation die Rechnerei ersparen
und bekommt trotzdem Werte geliefert ;)
OK, Du hast recht.

Übrigens, das Ergebnis meiner Überschlagsrechnung im Kopf:
Wäre die Höhe groß genug,
dass man eine gleichseitige Pyramide
über der Raumdiagonale des Würfels füllen könnte,
bräuchte man nur 54cm³ :D

Irgendwie fehlt Guru das Gewicht, dass den Würfel unten hält ;)

Das hamma/hastdu ja schon geklärt :-).
Den Volumensfight haben wir einfach
unter Vernachlässigung der Materialangaben
privatöffentlich austragen müssen :D
Bitte um Verzeihung :o

Nicht notwendig, Euer Ehren :ms:

Guru

Aber Guru hat ein neues Rätsel...

2 Seifenblasen, eine Durchmesser 12,7 cm, eine weitere 6,35cm, werden durch einen Strohhalm verbunden.

Was geschieht mit den beiden Seifenblasen und warum?

Guru

Wenns nicht vorher platzen, würde ich sagen, gar nichts.

Die bleiben zwar durch die Adhäsionskraft am Strohhalm hängen, aber von wegen Druckausgleich - gar nix. Durch die Oberflächenspannung bleibens dicht - bis die eben platzen.

Ciao Oliver

Die Oberflächenspannung von beiden Blasen ist gleich, aber der Druck in der kleineren Blase muss größer sein, da der Druck zunehmenden Durchmesser abnimmt.
Folglich müsste die kleinere Blase die größere Blase aufblasen - auch wenn man sich das auf den ersten Blick vielleicht nicht so vorstellt

Die kleine Seifenblase wird die große aufblasen,
dabei wird sie sogar schrumpfen und völlig verschwinden
weil der Überdruck umgekehrt proportional zum Durchmesser wächst.
Er ist also in der kleineren Blase höher als in der großen.

sind die seifenblasen in quecksilber getaucht?
*g*

@Klingsor: danke ;-)