Auftriebskraft

Die Auftriebskraft entsteht, wenn ein Körper eine Flüssigkeit oder ein Gas verdrängt. Die Auftriebskraft entspricht dann der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit oder des verdrängten Gases. 

Formel

Wenn ihr jetzt also die Auftriebskraft berechnen möchtet, müsst ihr nur die Gewichtskraft von der verdrängten Flüssigkeit oder des verdrängten Gases berechnen. Das geht dann so:

oder:

  • FA = Auftriebskraft (in N)
  • ρ = Dichte des verdrängten Stoffes (in kg/m3)
  • g = Ortsfaktor (9,81m/s2)
  • V = Volumen, welches verdrängt wird (in m3)
  • m = Masse des verdrängten Stoffes (in kg)

Beispielaufgabe

Eine Stahlkugel mit einem Volumen von 0,05m3 wird in ein Wasserbecken (ρ=1000kg/m3) getaucht. Wie groß ist die Auftriebskraft?

 

Geg.:  V=0,05m3;  ρ=1000kg/m3;  g=9,81m/s2

 

Ges.: FA

 

Lsg.:  Achtet darauf, dass alle Einheiten richtig sind und setzt alles in die Formel ein:

 

FAV·ρ·g = 0,05m3 · 1000kg/m3 · 9,81m/s2

= 490,5N

 

A:  Die Auftriebskraft liegt bei 490,5N.

Steigt, sinkt oder schwebt?

  • FA>Fg: Ist die Auftriebskraft größer als die Gewichtskraft des Körpers, dann steigt dieser.
  • FA=Fg: Ist die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft des Körpers, dann schwebt der Körper (bewegt sich also weder hoch noch runter).
  • FA<Fg: Ist die Auftriebskraft kleiner als die Gewichtskraft des Körpers, dann sinkt dieser.

Erklärung

Ihr kennt es bestimmt, wenn ihr in die Badewanne steigt, dann steigt nämlich der Wasserspiegel, weil ihr das Wasser verdrängt (Ihr nehmt ihm nämlich Platz weg, da das Wasser nicht mehr dort sein kann, wo ihr seid). Der Auftrieb der dann so entsteht ist genauso groß wie die Gewichtskraft vom Wasser, welches ihr verdrängt.