Das Archimedische Prinzip besagt:
Ein Körper, der ganz oder teilweise in eine Flüssigkeit eintaucht, erfährt eine Auftriebskraft, die gleich der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit ist.
Wasser steigt
↑ Auftrieb
↑
┌────────┐
│ │
│ Objekt │ Gewicht
│ │ ↓
└────────┘ ↓
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Wassermasse
verdrängt
Das eingetauchte Objekt verdrängt Wasser. Der Auftrieb entspricht dem Gewicht des verdrängten Wassers.
Schwimmendes Objekt
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│ Objekt │ ← halb im Wasser
└────────┘
↑ F_A = Gewicht
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Auftrieb = Gewicht
→ Gleichgewicht
Wenn Auftrieb = Gewicht, schwebt oder schwimmt das Objekt. Je weniger dicht, desto weniger muss es eintauchen.
Sinkendes Objekt
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│ Blei/Stein│
│ │ ↓ Gewicht
└──────────┘ ↓
↑ F_A
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Gewicht > Auftrieb
→ Körper sinkt
Wenn die Dichte des Objekts größer als die der Flüssigkeit ist, übersteigt das Gewicht den Auftrieb → Sinken.
F_Auftrieb = ρ × g × V_verdrängt
ρ = Dichte der Flüssigkeit | g = Gravitationsbeschleunigung | V = verdrangtes Volumen
✓ Schiffe & Boote (schwimmen trotz hohem Gewicht)
✓ U-Boote (Ballasttanks regulieren Dichte)
✓ Heißluftballons (verdrängen Luft statt Wasser)
✓ Hydrometer (Dichtemessung)
✓ Schwimmen & Tauchen