Statischer Auftrieb


Ohne Bewegung


Basiswissen


Beim statischen Auftrieb kann etwas nach oben steigen oder in der Luft bleiben, auch wenn es sich nicht bewegt. Beispiele dafür sind Heissluftballons, Schiffe, U-Boote oder Luftschiffe. Das Prinzip beruht auf Unterschieden der Dichte des Gerätes (oder Lebewesens) und der umgebenden Materie.

Definition


Der statische Auftrieb ist die nach oben wirkende Komponente der Resultierenden aller von außen an einen Körper angreifenden Kräfte, die sich aufgrund des Druckes des den Körper umgebenden Mediums ergeben.

Formel


◦ F = g mal rho mal V

Legende


◦ F = Auftriebskraft, zum Beispiel in Newton
◦ g = Ortsfaktor, auf der Erde oft um 9,81 N/kg
◦ rho = Dichte des verdrängten Mediums z. B. in kg/m³
◦ V = Verdrängtes Volumen, z. B. in kg/m³

Sinken, steigen, schweben


Die Auftriebskraft wirkt immer nach oben. Sie muss verrechnet werden mit der Gewichtskraft des Körpers. Die Gewichtskraft berechnet sich über m·g. Ist die Gewichtskraft größer als die Auftriebskraft, dann sinkt der Körper. Sind Gewichts- und Auftriebskraft gleich groß, dann schwebt der Körper. Ist die Gewichtskraft kleiner als die Auftriebskraft, dann steigt der Körper nach oben.

Theorie


◦ Ein Körper wird in ein Medium eingetaucht.
◦ Der Körper kann ein Stein, ein Mensch oder sonstwas sein.
◦ Das Medium kann eine Flüssigkeit oder auch ein Gas sein.
◦ Wenn Körper und Medium in einem Kraftfeld sind, ...
◦ dann bewirkt das immer eine Auftriebskraft.
◦ Das ist auf der Erdoberfläche immer der Fall.
◦ Lies auch unter => Luftdruck

Warum statisch?


◦ Diese Auftriebskraft wirkt ganz egal, ob sich ...
◦ ein Körper bewegt oder nicht. Unbewegt heißt auch statisch.
◦ Es gibt auch Auftriebskräfte die nur bei Bewegung auftreten.
◦ Diese nennt man dynamischen Auftrieb (Flugzeuge, Haie).
◦ Siehe auch => dynamischer Auftrieb

Beispiele


Viele Tiere, Pflanzen, Luft- und Wasserfahrzeuge nutzen das Prinzip des statischen Auftriebes. Beispiele aus der Natur sind Fische mit ihrer Schwimmblase und Blasentange. Beispiele aus der Luftfahrt sind der Heissluftballon, der Blimp oder das => Luftschiff