[ experiment: Das Experiment des Archimedes]

Idee:
Ein Vergleich der Masse und der Auftriebskraft zweier Körper zeigt, dass sie nicht vollständig aus dem gleichen Material hergestellt wurden. Dieses Experiment wurde angeblich von Archimedes erdacht, um die Krone des Königs Hieron auf ihre Echtheit zu untersuchen. (Siehe hierzu
Wikipedia: Archimedisches Prinzip).
Material:
3 Packungen Modelliermasse Fimo (Farbe Gold); ein Rundstab Balsaholz, ca. 8mm Durchmesser; eine Balkenwaage, die es erlaubt die zu wiegenden Körper vollständig in Wasser eintauchen zu lassen; Gefäß(e) mit Wasser, die groß genug sind, um beide Körper vollständig in Wasser einzutauchen.
Vorbereitung:
Aus dem Balsaholz fünf ca. 2 cm lange Stücke abschneiden und zu einem regelmäßigen Fünfeck legen. Dies ist die Grundform der Krone. Aus eineinhalb Päckchen Fimo um dieses Gerüst eine Krone formen. Dabei muss das Holz vollständig mit Fimo überdeckt werden. Aus dem restlichen Fimo einen Barren formen. Beide Körper mit so gestalten, dass sie gleiche Masse haben.
Anschließend die Körper gemäß der Anleitung auf der Fimo-Packung härten. Die ausgekühlten Körper mit Schnüren an der Balkenwaage befestigen und gegebenenfalls mit einem scharfen Messer kleine Teile abnehmen, bis die Massen der Körper (incl. Schnüre) gleich sind.
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Versuchsaufbau:
Die Waage sollte so ausgewählt und aufgebaut werden, dass sie entweder komplett, zumindest aber die Krone und der Barren in Wasser eingetaucht werden können. Dabei ist darauf zu achten, dass die Körper vollständig im Wasser sind, aber noch nicht auf dem Boden des Gefässes aufliegen.
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Versuchsdurchführung:
Die erste Messung soll in Luft geschehen. Es ist darauf zu achten, dass Krone und Goldbarren nicht mit Wassertropfen benetzt sind, da dies die Messung verfälschen könnte. Eventuell sind die Schnüre auch bei einer vorherigen Messung unterschiedlich tief in das Wasser eingetaucht und es wurde unterschiedlich viel Wasser aufgesogen. Auch das kann die Messung beeinflussen.
Nachdem in der Luft festgestellt wurde, dass die Massen der beiden Körper (im Rahmen der Messgenauigkeit) gleich sind, werden die Körper in Wasser eingetaucht. Neben der Anzeige der Waage kann bei einem geeigneten Aufbau (z.B. wie auf dem Foto mit zwei Bechergläsern) auch die Menge des verdrängten Wassers beobachtet werden.
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Hinweise:
Goldfarbenes Fimo hat gegenüber einem anstreichen mit Goldbronze den Vorteil, dass das Kalibrieren der Körper durch Abschaben leicht umzusetzen ist.


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