Was schätzt dieser Auftriebsrechner eigentlich ab?

Er schätzt den statischen Auftrieb aus mittlerer Masse oder Dichte, äußerem Verdrängungsvolumen, Fluiddichte und Schwerkraft. Damit sehen Sie, ob die volle Verdrängung das Objekt tragen kann und wie viel Fluid es im Gleichgewicht verdrängen muss.

Warum ist die maximale Auftriebskraft etwas anderes als die stationäre Schwimmkraft?

Die maximale Auftriebskraft ist die Obergrenze bei vollständigem Eintauchen: rho_f × g × Vmax. Ein schwimmendes Objekt verdrängt meist weniger. Im stationären Gleichgewicht steigt die Auftriebskraft nur so weit, bis sie die Gewichtskraft ausgleicht.

Warum fragt der Rechner nach äußerem Verdrängungsvolumen?

Auftrieb hängt davon ab, wie viel Fluid ein Objekt verdrängen kann, nicht nur von seinem Feststoffvolumen. Ein geschlossener Behälter oder Schaumeinsatz kann daher trotz dichter Materialien schwimmen.

Was bedeutet Nutzlastreserve?

Die Nutzlastreserve ist die zusätzliche Masse, die das Objekt in diesem Fluid noch tragen könnte, bevor es vollständig eintaucht. Sie ist die Differenz zwischen maximal tragbarer Masse und Eigenmasse.

Was sagt der Rechner ausdrücklich nicht voraus?

Er sagt keine Stabilität, keine Rumpfformeffekte, kein Verhalten eingeschlossener Luft, keinen Trim, keine Wellen-, Drag- oder Zertifizierungsfragen voraus. Es ist nur eine statische Auftriebsschätzung.

Auftriebsrechner

Schätzen Sie, ob ein Objekt in einer gewählten Flüssigkeit schwimmt, wie viel davon unter der Oberfläche liegt und wie viel zusätzliche Masse es vor dem vollständigen Eintauchen noch tragen kann.

So funktioniert's

Formel

F_{b,\max} = \rho_f g V_{\max}

W = m g

V_{sub} = \frac{m}{\rho_f}

m_{\max} = \rho_f V_{\max}

m_{payload} = m_{\max} - m

$F_{b,\max}$: Maximale Auftriebskraft bei voller Verdrängung(N or lbf)
$W$: Gewichtskraft des Objekts(N or lbf)
$V_{sub}$: Zum Schwimmen benötigtes eingetauchtes Volumen(m³, L, or ft³)
$m_{\max}$: Maximal tragbare Gesamtmasse bei voller Verdrängung(kg or lb)
$m_{payload}$: Verbleibende Nutzlast vor vollständigem Eintauchen(kg or lb)
$\rho_f$: Fluiddichte(kg/m³, g/cm³, or lb/ft³)
$g$: Gravitationsbeschleunigung(m/s² or ft/s²)
$V_{\max}$: Maximales äußeres Verdrängungsvolumen(m³, L, or ft³)
$m$: Objektmasse(kg or lb)

Wählen Sie, ob Sie von Objektmasse oder von mittlerer Objektdichte ausgehen. Geben Sie dann maximales Verdrängungsvolumen, Fluiddichte und optional eine andere Schwerkraft ein. Der Rechner wandelt die gewählten Einheiten in eine einheitliche physikalische Basis um, vergleicht Gewichtskraft mit der maximalen Auftriebskraft bei voller Verdrängung und zeigt dann entweder das Schwimmgleichgewicht oder das Defizit.

Das Planungsmodell ist einfach und statisch. Zuerst wird die maximal verfügbare Auftriebskraft mit $F_{b,\max} = \rho_f g V_{\max}$ berechnet. Die Gewichtskraft des Objekts ist $W = m g$ . Wenn $F_{b,\max}$ mindestens so groß ist wie $W$ , kann das Objekt schwimmen. Sein stationärer Schwimmzustand nutzt diese Obergrenze nicht vollständig; es muss nur so viel Fluid verdrängen, dass $\rho_f g V_{sub} = m g$ gilt, also $V_{sub} = m / \rho_f$ . Dieselbe Verdrängungsgrenze setzt auch die maximal tragbare Masse $m_{\max} = \rho_f V_{\max}$ und die verbleibende Nutzlastreserve $m_{payload} = m_{\max} - m$ .

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Häufig gestellte Fragen

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