Rechner für eingetauchtes Gewicht

Ein in ein Fluid eingetauchter Körper erfährt eine nach oben gerichtete Auftriebskraft. Nach dem archimedischen Prinzip entspricht sie dem Gewicht des verdrängten Fluids. Da sie der Schwerkraft entgegenwirkt, misst eine Waage oder ein Tragseil eine geringere Kraft als in Luft. Dieser verringerte Messwert heißt scheinbares Gewicht, obwohl Masse und tatsächliche Gewichtskraft des Körpers unverändert bleiben. Bei einem vollständig eingetauchten Körper mit gleichmäßiger mittlerer Dichte lässt sich das Volumen aus der Rechnung kürzen. Sein Gewicht in Luft ist das Produkt aus Körperdichte, Volumen und Erdbeschleunigung. Die Auftriebskraft ist das Produkt aus Fluiddichte, demselben verdrängten Volumen und Erdbeschleunigung. Division der Ausdrücke ergibt: Auftriebskraft = Gewicht in Luft × Fluiddichte ÷ Körperdichte. Das scheinbare Gewicht ist das Gewicht in Luft abzüglich der Auftriebskraft. Der Rechner setzt vollständiges Eintauchen voraus und verwendet die mittlere Gesamtdichte des Körpers. Ein abgedichteter Hohlkörper kann aus deutlich dichterem Material als Wasser bestehen, während seine mittlere Dichte einschließlich eingeschlossener Luft geringer ist. Verwenden Sie für Auftriebsfragen die Gesamtmasse geteilt durch das äußere Verdrängungsvolumen. Bei unregelmäßigen Körpern lässt sich das verdrängte Volumen direkt messen und bei bekannter Masse in eine mittlere Dichte umrechnen. Ist die Körperdichte größer als die Fluiddichte, bleibt das scheinbare Gewicht positiv und der ungestützte Körper sinkt tendenziell. Bei gleichen Dichten entspricht der Auftrieb dem Gewicht; der Körper schwebt. Ist das Fluid dichter, wird das berechnete scheinbare Gewicht negativ. Der Körper steigt dann von selbst auf und benötigt eine nach unten gerichtete Haltekraft, um vollständig eingetaucht zu bleiben. Ein schwimmender Körper ist nur teilweise eingetaucht. Sein eingetauchter Anteil erfordert eine gesonderte Gleichgewichtsrechnung und lässt sich nicht direkt mit dieser Formel bestimmen. Übliche Näherungswerte sind 1,000 kg/m³ für Süßwasser, 1,025 kg/m³ für Meerwasser und 800 bis 900 kg/m³ für viele Öle. Die Dichte hängt von Temperatur, Salzgehalt, Druck, Porosität und Zusammensetzung ab. Luftauftrieb ist meist klein, kann aber bei präziser Massenmessung relevant sein. Oberflächenspannung, Fluidbewegung, Behälterkontakt und befestigte Seile können reale Messungen ebenfalls beeinflussen. Nutzen Sie das Ergebnis für Physikaufgaben, Unterwasserwägungen, Materialvergleiche, Schätzungen von Tauchballast und erste technische Prüfungen. Das einfache Modell berücksichtigt weder hydrodynamischen Auftrieb noch Strömungswiderstand und bewertet keine Stabilität. Sicherheitskritische Hebe-, Schifffahrts- oder Drucksystemarbeiten erfordern geprüfte Stoffdaten sowie die Berücksichtigung von Geometrie, dynamischen Lasten, eingeschlossenem Gas und geeigneten Auslegungsreserven.