Dichte

Arbeitsblätter mit Übungen und Aufgaben zur Dichte für Physik in der 7. Klasse am Gymnasium - mit Lösungen.

Die Dichte beschreibt, wie viel Masse ein bestimmtes Volumen eines Stoffes hat. Einfach gesagt: Wie „schwer“ oder „leicht“ ein Material für seine Größe ist. Die Dichte wird in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) oder Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³) angegeben.

Die allgemeine Formel zur Berechnung lautet:

Das bedeutet: Zwei gleich große Objekte können unterschiedlich schwer sein, wenn sie aus verschiedenen Materialien bestehen.

Im 3. Jahrhundert vor Christus soll der König von Syrakus, einer Stadt im heutigen Sizilien, seine goldene Krone dem Wissenschaftler Archimedes gegeben haben. Er befürchtete nämlich, dass seine Krone gar nicht ganz aus Gold sei, und er folglich von dem Schmied belogen wurde. Archimedes sollte also für den König herausfinden, ob die Krone denn, wie vom Schmied behauptet, aus reinem Gold bestehe. Eine schwierige Aufgabe, weil er die Krone nicht einfach so zerteilen oder einschmelzen hätte können, um eine Antwort zu finden.

Archimedes grübelte lange über eine Lösung, bis er beim Baden eine Entdeckung machte: Als er in die Wanne stieg, stieg der Wasserspiegel! Ihm wurde klar, dass er das verdrängte Wasser messen konnte, um das Volumen eines Gegenstandes zu bestimmen – ohne ihn zu beschädigen.

Er tauchte die Krone ins Wasser und verglich die verdrängte Wassermenge mit der eines gleich schweren Goldstücks. Dabei stellte er fest, dass die Krone mehr Wasser verdrängte – sie hatte also ein größeres Volumen und musste daher aus einem weniger dichten Material bestehen. Damit war bewiesen: Der König wurde betrogen!

Vor lauter Begeisterung soll Archimedes „Heureka!“ gerufen haben – was so viel bedeutet wie „Ich habe es gefunden!“.

Noch heute beeinflusst die Dichte unser tägliches Leben, von schwimmenden Schiffen bis hin zu fliegenden Heißluftballons. Sie erklärt, warum Eis auf Wasser treibt oder warum Heliumballons aufsteigen. Ohne das Konzept der Dichte wären viele Erfindungen und technische Entwicklungen nicht möglich gewesen!

Jeder Stoff hat eine typische Dichte. Hier einige Beispiele:

• Luft: ca. 0,001 g/cm³
• Wasser: 1 g/cm³
• Holz (je nach Art): ca. 0,3 – 0,9 g/cm³
• Eisen: 7,9 g/cm³
• Gold: 19,3 g/cm³

Dinge mit einer geringeren Dichte als Wasser (z. B. Holz oder Luft) schwimmen, während Materialien mit höherer Dichte (z. B. Eisen oder Gold) untergehen.