AUFTRIEB UND HEBEL
Archimedisches Prinzip
Ein kurzer Leitfaden zu Auftrieb, verdrängter Flüssigkeit und Hebelgesetz mit grundlegenden Formeln der Mechanik.
Archimedisches Prinzip
Archimedes von Syrakus wird mit grundlegenden Erkenntnissen der Hydrostatik und Mechanik verbunden. Zwei wichtige Prinzipien sind Auftrieb und das Momentengleichgewicht am Hebel.
Auftriebskraft
Ein eingetauchter Körper erfährt eine nach oben gerichtete Kraft, die dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit entspricht: Fb = ρ × g × Vd. Dabei ist ρ die Dichte, g die Erdbeschleunigung und Vd das verdrängte Volumen. Ein schwimmender Körper kommt ins Gleichgewicht, wenn Auftrieb und Gewichtskraft übereinstimmen.
Hebelgesetz
Für einen idealen Hebel im Gleichgewicht gilt F1 × l1 = F2 × l2. F bezeichnet die Kraft, l den senkrechten Abstand zum Drehpunkt. Reale Mechanismen haben zusätzlich Reibung, Verformung und Verluste.