15.7
Wenn ein stationärer Körper ganz oder teilweise in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, übt die Flüssigkeit eine Kraft auf den Körper aus, die als Auftriebskraft bezeichnet wird.
Diese Kraft wirkt über einen Punkt, der als Auftriebszentrum bekannt ist.
Die Auftriebskraft ist gleich dem Gewicht der vom Körper verdrängten Flüssigkeit und wirkt senkrecht nach oben, dieses Phänomen ist als Archimedisches Prinzip bekannt.
Ein Körper befindet sich in einem stabilen Gleichgewicht, wenn er nach einer Verschiebung in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, die seine Stabilität definiert.
Wenn sich der Körper neigt, verschiebt sich das Zentrum des Auftriebs, und die Achse des Körpers richtet sich mit der vertikalen Linie durch das neue Auftriebszentrum aus, das als Metazentrum bekannt ist und die Stabilität des Körpers bestimmt.
Ein vollständig untergetauchter Körper bleibt bei kleinen Umdrehungen im stabilen Gleichgewicht, wenn der Schwerpunkt unter dem Auftriebsschwerpunkt liegt.
Wenn ein Schwimmkörper kippt, bewegt sich die Auftriebskraft, um ein Wiederherstellungspaar mit dem Gewicht zu erzeugen, selbst wenn der Schwerpunkt über dem Auftriebsschwerpunkt liegt.
Bei großen, schlanken Körpern kann es jedoch zu einem Umkippen des Paares kommen, was zu Instabilität führt.
In der Strömungsmechanik sind Auftrieb und Stabilität Schlüsselbegriffe zum Verständnis des Verhaltens von untergetauchten und schwimmenden Körpern. W…
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