Diese Frage ist ein theoretischer / akademischer Randfall.
Ein Körper im Wasser erfährt zwei Kräfte:
- Druck Einwirkung auf alle mit Wasser in Berührung kommenden Oberflächen
- Schwere auf die Masse des Körpers einwirken
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:
In der Physik ist Auftrieb oder Auftrieb ein Kraft nach oben von einer Flüssigkeit ausgeübt, die widersetzt sich dem Gewicht eines eingetauchten Objekts.
(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.