Dichte
Drei Körper wiegen jeweils 100 g. Welcher hat die größte Dichte?
Erklärung: Die Dichte gibt an, wie viel Masse in einem bestimmten Volumen steckt (ρ = m / V). Bei gleicher Masse hat der Körper mit dem kleinsten Volumen die größte Dichte — nicht der größte Körper.
Die Formel zur Berechnung der Dichte lautet: ρ = ___ / V
Erklärung: Die Dichte ρ (rho) berechnet sich aus Masse m geteilt durch Volumen V: ρ = m / V.
In welcher Einheit wird die Dichte üblicherweise angegeben?
Erklärung: Die Dichte wird als Masse pro Volumen angegeben, also in g/cm³ oder kg/m³. Wasser hat z. B. eine Dichte von 1 g/cm³ = 1000 kg/m³. kg allein ist eine Masse, m³ allein ein Volumen.
Ein Metallwürfel hat eine Masse von 216 g und ein Volumen von 80 cm³. Wie groß ist seine Dichte in g/cm³? Antwort: ___
Erklärung: ρ = m / V = 216 g / 80 cm³ = 2,7 g/cm³. Das entspricht der Dichte von Aluminium.
Ein Eisenblock hat eine Dichte von 7,87 g/cm³ und ein Volumen von 10 cm³. Wie groß ist seine Masse in Gramm? Antwort: ___
Erklärung: m = ρ · V = 7,87 g/cm³ · 10 cm³ = 78,7 g. Man stellt die Dichte-Formel nach m um: m = ρ · V.
Eine Goldmünze hat eine Masse von 38,6 g und eine Dichte von 19,3 g/cm³. Welches Volumen hat sie in cm³? Antwort: ___
Erklärung: V = m / ρ = 38,6 g / 19,3 g/cm³ = 2 cm³. Man stellt die Dichte-Formel nach V um: V = m / ρ.
Ein großer Holzblock hat immer eine größere Dichte als ein kleiner Eisennagel.
Erklärung: Falsch! Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft und hängt nicht von der Größe des Gegenstandes ab. Eisen hat immer eine höhere Dichte als Holz, egal wie groß die Gegenstände sind.
Wie kann man das Volumen eines unregelmäßig geformten Körpers bestimmen?
Erklärung: Man taucht den Körper in ein mit Wasser gefülltes Überlaufgefäß und misst das Volumen des überlaufenden Wassers. Das Lineal hilft nur bei regelmäßigen Formen, und Wiegen liefert die Masse, nicht das Volumen.
Welche zwei Körper haben sicher die gleiche Dichte?
Erklärung: Die Dichte ist materialspezifisch — sie hängt nur von der Art des Stoffes ab, nicht von Größe oder Form. Gleiches Volumen oder gleiche Masse sagen dagegen nichts über die Dichte aus.
Ein Quader hat die Maße 5 cm × 4 cm × 2 cm und eine Masse von 312 g. Wie groß ist seine Dichte in g/cm³? Antwort: ___
Erklärung: Volumen: V = 5 · 4 · 2 = 40 cm³. Dichte: ρ = m / V = 312 g / 40 cm³ = 7,8 g/cm³. Das könnte Stahl sein.
Ein Gegenstand mit einer Dichte kleiner als 1 g/cm³ schwimmt auf Wasser.
Erklärung: Richtig! Wasser hat eine Dichte von 1 g/cm³. Gegenstände mit geringerer Dichte schwimmen, solche mit größerer Dichte sinken.
Ein Stück Metall hat die Dichte 8,9 g/cm³. Um welches Metall handelt es sich vermutlich?
Erklärung: Die gemessene Dichte von 8,9 g/cm³ stimmt mit der Dichte von Kupfer überein. So kann man mithilfe von Dichtetabellen ein Material identifizieren.
Die Dichte von Wasser beträgt ___ g/cm³.
Erklärung: Wasser hat bei Raumtemperatur eine Dichte von ca. 1 g/cm³ (genauer: 0,998 g/cm³ bei 20 °C). Das ist ein wichtiger Referenzwert.
Ordne die Stoffe nach ihrer Dichte, beginnend mit der geringsten.
Erklärung: Kork ist sehr leicht und schwimmt auf Wasser. Aluminium ist ein Leichtmetall. Eisen ist deutlich schwerer. Gold hat eine der höchsten Dichten aller Metalle.
Wie viel wiegt 500 cm³ Aluminium in Gramm? (Dichte: 2,7 g/cm³) Antwort: ___
Erklärung: m = ρ · V = 2,7 g/cm³ · 500 cm³ = 1350 g = 1,35 kg.
Beim Messen der Dichte erhältst du 7,5 g/cm³ statt des Tabellenwertes 7,87 g/cm³ für Eisen. Welche Aussage ist am sinnvollsten?
Erklärung: Bei Schülerexperimenten sind kleine Abweichungen vom Tabellenwert normal. Man muss die Messgenauigkeit berücksichtigen. Eine Abweichung von ca. 5 % ist bei einfachen Messungen akzeptabel.
Zwei unterschiedlich große Kugeln aus dem gleichen Material haben die gleiche Dichte.
Erklärung: Richtig! Die Dichte ist eine Stoffeigenschaft. Egal wie groß oder klein ein Objekt ist — wenn es aus dem gleichen Material besteht, hat es die gleiche Dichte.
In einem Sachtext steht, dass Carbonfaser leichter als Stahl ist, aber teurer. Welches Kriterium ist physikalisch, welches außerfachlich?
Erklärung: Die Dichte ist ein physikalisches Kriterium, das man messen kann. Der Preis hingegen ist ein wirtschaftliches (außerfachliches) Kriterium. Bei der Werkstoffauswahl spielen beide eine Rolle.