Situation: Das Holz verdrängt Wasser mit einem Gewicht, das gleich seinem eigenen Gewicht ist.
Resultat: Auftriebskraft = Gewicht → Gleichgewicht → Schwimmen
Situation: Der Stein verdrängt Wasser, aber die Auftriebskraft ist kleiner als sein Gewicht.
Resultat: Auftriebskraft < Gewicht → Nettokraft abwärts → Sinken
Formel:
FAuftrieb = ρ × g × Vverdrängt
ρ = Dichte des Fluids | g = Gravitationsbeschleunigung | V = Volumen der verdrängten Flüssigkeit
Das Archimedische Prinzip erklärt:
Das Archimedische Prinzip besagt, dass die Auftriebskraft auf einen in ein Fluid (Flüssigkeit oder Gas) eingetauchten Körper gleich dem Gewicht des verdrängten Fluids ist.
Praktische Beispiele:
• Schiffe schwimmen, weil sie Wasser verdrängen
• Ballons steigen, weil sie Luft verdrängen
• Ein Schwimmer kann leicht schwimmen, wenn er viel Wasser verdrängt
• Unterwasser-Fahrzeuge nutzen Ballasttanks zur Kontrolle des Auftriebs
Mathematik:
Wenn Auftriebskraft = Gewicht des Objekts → Objekt schwebt
Wenn Auftriebskraft > Gewicht des Objekts → Objekt steigt
Wenn Auftriebskraft < Gewicht des Objekts → Objekt sinkt