Ich verstehe also, dass Auftrieb stattfindet, weil die Flüssigkeit unter einem Objekt einen größeren Druck ausübt als oben, wie in diesem Bild
Meine Frage ist also, was passiert, wenn der Gegenstand auf den Boden des Behälters gedrückt wird, so dass sich keine Flüssigkeit darunter befindet. Die Logik ist, wenn keine Flüssigkeit darunter ist, gibt es nichts, um es nach oben zu drücken. Würde dieses Objekt noch Auftrieb erfahren? Wenn ja warum
edit: interessant zu sehen, dass einige antworten nicht miteinander übereinstimmen. Eines ist zu beachten - nach meinem Lehrbuch ist Auftrieb eine Kraft, die aufgrund von hydrostatischem Druck auftritt - es hat nichts mit der Dichte der Objekte zu tun. Diejenigen, die dann sagen können, werden Auftrieb erfahren, weil er weniger dicht ist. Ich denke, das ist kein Auftrieb.
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Antworten:
Ja, Ihre Dose wird immer noch Auftrieb haben, wenn sie untergetaucht ist.
Unabhängig von der Eintauchtiefe verliert jedes Objekt an Gewicht, das dem Gewicht des verdrängten Wassers entspricht, auch wenn es am Boden gehalten wird. Sie verwechseln den hydrostatischen Druck mit Auftrieb.
Der hydrostatische Druck steigt mit der Tiefe bis zu einem Punkt an, an dem er die Dose möglicherweise sogar einquetscht. Der Auftrieb, den das Wasser auf die Dose ausübt, bleibt jedoch mehr oder weniger gleich, da das Wasser nahezu inkompressibel ist und die Dichte mehr oder weniger gleich ist bei flachem und tiefem Wasser. Daher wird das verdrängte Wasser auf dem Boden das gleiche Gewicht haben und der Auftrieb, den es verursacht, wäre der gleiche.
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Ja, das wird es - der Raum, den das Objekt einnimmt, ist leichter als die Flüssigkeit um es herum, also möchte es aufsteigen.
Wie einen Ball auf den Boden der Badewanne schieben - bleibt er dort?
Bearbeiten: für diejenigen, die sagen, die Form des Balls macht den Unterschied: Probieren Sie es mit einem Plastikhohlwürfel (mit Luft gefüllt), damit der Würfel flach auf der Oberfläche liegt ...
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Ich bin mir nicht sicher, warum SolarMike seine Antwort gelöscht hat. Das Einzige, was die Dose am Boden hält (in Bezug auf die Marine "stolz"), ist die Vakuumkraft, d. H. Der gleiche Druck, der Sie davon abhält, die Dose von einem Tisch abzuheben, wenn der Tisch perfekt abgedichtet ist.
Solange die Dichte der Dose geringer als die der umgebenden Flüssigkeit ist, wird sie eine Auftriebskraft erfahren. Verwechseln Sie nicht eine bestehende Macht mit dem Nettokraft . Sobald es einen Kanal gibt, durch den Wasser unter die Dose fließen kann, bewirkt der Delta-Druck des Wassers mit der Tiefe, dass die Dose an die Oberfläche steigt. (Es ist eine Frage der Druck vs. Tiefe, nicht die Dichte). Wie auf dem Wikipedia Seite ist der Druck am Boden der Dose (Wasserdruck) größer als der am oberen Ende der Dose, wodurch die Dose zum Ansteigen gezwungen wird. Dieser Druckunterschied besteht auch dann, wenn die Dose stolz ist; es ist nur das Mangel von Druck, der entstehen würde, wenn sich dort ein Vakuum bilden würde, das die Dose am Boden hält. Insgesamt sieht die Dose also immer eine Auftriebskraft.
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Diese Frage ist ein theoretischer / akademischer Randfall.
Ein Körper im Wasser erfährt zwei Kräfte:
Der Artikel über Auftrieb Bei Wikipedia wird sehr gut erklärt, wie die folgenden Gleichungen aufgebaut sind. Dieser Artikel gibt auch die Definition des Auftriebs als:
(Der Leser muss entscheiden, ob ein Körper am Boden noch eingetaucht ist.)
Die Auftriebskraft $ F_ \ mathrm {B} $ kann berechnet werden, indem die Spannung (hier: Druck) $ \ sigma $ über die gesamte Oberfläche $ A $ des Körpers integriert wird:
$ F_ \ mathrm {B} = \ oint \ sigma \, \ mathrm {d} A $
Für einen eingetauchten Körper weiter verwenden zu können Gauß-Satz . Das heißt, man kann das Flächenintegral durch ein Volumenintegral ersetzen. In diesem Randfall ist das Aera-Integral des Körpers jedoch nicht "geschlossen". Da die Dose auf dem Boden steht, befindet sich an der Unterseite der Dose kein Wasser (Druck) (siehe auch Erklärung bei Physics.SE) 1 , 2 ).
Für den Kantenfall bedeutet dies, dass der Körper Bodenkontakt hat und es nicht möglich ist, die auf dem Volumenintegral basierende Gleichung zu verwenden:
$ F_ \ mathrm {B} = \ rho \ cdot V_ \ mathrm {verschoben} \ cdot g $
Die einzige Möglichkeit, die Auftriebskraft zu berechnen, besteht darin, die Druckvektoren auf der Oberfläche des Körpers zu integrieren.
Dies bedeutet für einen perfekten ebenen Boden und eine perfekte Dose, dass das Aera-Integral wird:
$ F_ \ mathrm {B} = -p_ \ mathrm {Kannenobergrenze} \ cdot A_ \ mathrm {Obergrenze} $
Die Nettokraft (Auftriebs- und Schwerkraft) beträgt:
$ F_ \ mathrm {net} = -p_ \ mathrm {Dose oben} \ cdot A_ \ mathrm {top} - m_ \ mathrm {Dose} \ cdot g $
Ob $ F_ \ mathrm {B} $ in diesem Fall als Auftrieb bezeichnet werden sollte, muss diskutiert werden.
Ein sehr ähnlicher Effekt sind Thermik . Wenn Sonnenlicht die Luft auf dem Boden erwärmt, verringert sich deren Dichte, da Sie bei Ihrem Objekt unter Wasser keine (Druck-) Kraft nach oben haben, da sich unter der Luftblase des Krieges nichts mit einer höheren Dichte befindet. Sie benötigen eine Störung in diesem stabilen System, das etwas Flüssigkeit mit höherer Dichte unter den Bereich mit niedriger Dichte bringt, um Auftrieb zu erhalten. Die folgende Abbildung von hier veranschaulicht diese Schritte.
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