a) Das Gewicht der Probe hat um 46N abgenommen ( 100 Gramm Masse haben ein Gewicht von 1N). Das ist ihr Auftrieb in Wasser. Der Auftrieb ist gleich dem Gewicht des verdrängten Wassers. Es sind also 4600cm3 Wasser verdrängt worden. Das ist das Volumen der 5kg Kartoffeln. Ihre Massendichte ist gleich 5000gr/4600cm3 = 1,087 gr/cm3 .

 

b) Die Trockenmasse beträgt 0,22•5000gr = 1100gr. Die 5000 Gramm Kartoffeln setzen sich zusammen aus 1100 Gramm Trockenmasse und 3900 Gramm Wasser. Das Volumen der Trockenmasse beträgt 4600cm3 – 3900cm3 = 700cm3. Ihre Massendichte hat den Wert

1100gr/700cm3 = 1,57 gr/cm3 .

 

 

c) Der Auftrieb kompensiert das Gewicht des Wassers in den Kartoffeln vollständig ( Bestünden die Kartoffeln nur aus Wasser, so wäre das von der Waage angezeigte „Unterwassergewicht“ gleich Null). Das verbliebene Unterwassergewicht ist gleich dem Gewicht der Trockenmasse vermindert um ihren Auftrieb. Bezeichnen g die Erdbeschleunigung und VT das Volumen der Trockenmasse, so gilt:

6N = 0,6kg•g = 1610 (kg/m3)•VT•g – 1000(kg/m3)•VT•g

 

Kürzen mit g und Übergang zu den Einheiten cm und Gramm ergeben:

 

600 gr = 1,61 (gr/cm3)•VT – 1 (gr/cm3)•VT = 0,61 (gr/cm3)•VT

 

Es folgen VT = 984cm3 und als Wert der Trockenmasse 1,61•984 Gramm = 1584 Gramm