Wie groß ist der Auftrieb von Luft im Wasser?
Ein Kubikmeter Wasser wiegt 1 Tonne bzw 1.000 Kilogramm. Danach richtet sich das sog. spezifische Gewicht.
Ich habe mich immer schon gefragt, warum schwere Schiffe, zb Flugzeugträger nicht untergehen wie ein Stein.
Deshalb die Frage:
Welchen Auftrieb hat 1 Kubikmeter Luft im Wasser? Ist es äquivalent oder ist der Auftrieb von Luft im Wasser stärker als die Gravitation?
Liebe Grüße, Olli
2 Antworten
Das erklärt Dir alles Onkel Archimedes:
https://de.wikipedia.org/wiki/Archimedisches_Prinzip
Aber um mal Größenordnungen zu nehmen, 1m^3 Wasser hat eine Gewichtskraft von 10kN, Luft liegt bei 10N.
Die Gewichtskraft der Luft ist marginal (1 Promille), sodaß Du vereinfacht sagen kannst, daß der Auftrieb ungefähr eine Tonne Schiffsmasse kompensieren kann.
Hat ein Frachter also 15m Tiefgang, bei einer Grundfläche von 20 000m^2 wären das bei einer Boxform rund 300kt, wenn ich die Kielform berücksichtige und das Volumen halbiere etwa 150kt.
Ältere freundliche Herren nennt man Onkel :-D.
Übrigens Gegenprüfung, die Emchen ist 376m lang (Lpp), 56,40m breit, hat einen maximalen Tiefgang von 16,50m und ne dwt von ~156 kt.
Auch grobe Schätzungen können recht gut zutreffen. Durch den Bug sind die 0.5 beim Volumen als Faktor etwas zu optimistisch.
Ein Lebenstraum wäre, einmal mit einem Eisbrecher von Island über Grönland und weiter nordwärts zu fahren, um ein paar Eisberge zu bestaunen, solange es noch welche gibt. Hauptsache nicht mit Sea Shepherd 😁
Der Auftrieb entspricht dem Gewicht des verdängten Wassers. Das Gewicht des Gegenstandes ist dagegen zu rechnen.
Für Stahl ergibt sich so pro m³ (7800-1000)kg*9,81m/s². Für Luft (1,2-1000)9,81m/s².
1 kg*m/s² ist übrigens 1 Newton.
Eigentlich nur eine Rechnung. Die Sichtweise ist eher die, dass im Wasser ein Druck herrscht, der mit der Tiefe zunimmt. Eine komplizierte Verrechnung aller Druckkräfte führt dann zur einfachen Regel, dass die Auftriebskraft der Gewichtskraft des verdrängten Wassers ist.
Mich interessiert einfach nur eine ganz einfache Frage:
1 Kubikmeter Wasser wiegt 1 Tonne.
Hat 1 Kubikmeter Luft im Wasser eine Auftriebskraft von 1 Tonne?
Kraft wird nicht in Tonnen gemessen, sondern in Newton.
Der Auftrieb durch eine Tonne verdrängten Wassers entspricht dem Gewicht einer Tonne.
1 Tonne minus dem eigengewicht der Luft. Das wäre dann das Gewicht m.
Die Kraft lässt sich dann berechnen durch:
F=m*g
Wobei
-m das gewicht: 1Tonne (verdrängtes gewicht wasser) minus dichte luft mal Volumen ist. Alles umrechnen in KG
- g die Gravitationskonstante 9.81 m/s^2 ist
- F die kraft in Newton ist.
Mit der Antwort kann etwas anfangen. Allerdings wusste ich nicht, dass Archimedes Dein Onkel ist 🤔