Auftrieb unter Wasser

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,
ist der Auftrieb im Wasser von der Tiefe abhängig bei veränderbarem Volumen?
Folgendes Szenario:
Man fülle einen zylindrischen Körper (z.b. Ölfass) welcher unten offen ist an Land mit Luft. Dieses Ölfass drückt man dann unter Wasser. Spielt dabei es für die Auftriebskraft eine Rolle wie tief ich das Fass unter Wasser drücke? Das Eigengewicht des Fasses,Viscosität des Wassers etc außer acht gelassen.
Das Gas in dem Fass wird ja pro 10m um 1 bar zusammengedrückt, was einer Halbierung des Volumen nach 10m entpricht.(20m=1/3, 30m=1/4, 100m=1/11). Es wird also weniger Wasser verdrängt je tiefer das Fass eintaucht.spielt das eine Rolle da ja auch der druck unter Wasser zunimmt. und damit auch die Auftriebskraft?
Wie groß wäre die Auftriebskraft bei einem Fass mit 200l wenn ich es 10m (100m) unter Wasser drücke?

Bin echt ratlos und find auch nichts weiter, hoffe es kann einer helfen :wink:
THX!

#2

Hallo,

Folgendes Szenario:
Man fülle einen zylindrischen Körper (z.b. Ölfass) welcher
unten offen ist an Land mit Luft. Dieses Ölfass drückt man
dann unter Wasser. Spielt dabei es für die Auftriebskraft eine
Rolle wie tief ich das Fass unter Wasser drücke? Das
Eigengewicht des Fasses,Viscosität des Wassers etc außer acht
gelassen.

Natürlich, der Auftrieb wird nur durch das verdrängte Wasser bestimmt.

Das Gas in dem Fass wird ja pro 10m um 1 bar zusammengedrückt,
was einer Halbierung des Volumen nach 10m entpricht.(20m=1/3,
30m=1/4, 100m=1/11). Es wird also weniger Wasser verdrängt je
tiefer das Fass eintaucht.

Genau! Entsprechend nimmt der Auftrieb mit der Tiefe ab.

spielt das eine Rolle da ja auch der
druck unter Wasser zunimmt. und damit auch die Auftriebskraft?

Da Wasser bei diesen Drücken als inkompressibel angesehen werden
kann, ändert sich die Dichte das Wassers nicht merklich.

Wie groß wäre die Auftriebskraft bei einem Fass mit 200l wenn
ich es 10m (100m) unter Wasser drücke?

Genauso wie sich die Luftmenge infolge der Kompression ändert.
Du hast es oben ja schon richtig angegeben.
Ist dann nur noch die Frage, bis zu welchen Drücken die Luft als
ideales Gas angesehen werden kann. Bei höheren Drücken nimmt die
Gaskompresssion ab aber auch das Wasser ist irgendwann nicht mehr
als ideal inkompressibel anzunehmen.
Gruß Uwi

#3

ah ok thx :smile:
stimmt dann folgende Rechnung:
bei 10m und angenommen 200l Fass:
200l (verdrängtes Wasser) = 2000N Auftriebskraft
in 10m Tiefe: 100l = 1000N Auftriebskraft
Durchschschnittliche Auftriebskraft:
(2000N + 1000N) /2 = 1500N

Welche Kraft (Leistung) (theoretischer Wirkungsgrad 100%) kann ich durch das Fass gewinnen welches 10m unter Wasser gedrückt wurde (bzw wie viel Kraft ist nötig um das Fass unterzutauchen)? Angenommen das ganze dauert 1h.

10m x 1500N = 15000Nm = 15000 Ws = 0,0045 kWh?

bei der Rechnung stimmt doch irgendwas nicht oder? Wie komme ich von der Auftriebskraft (bei 10m & 1h) zu der Leistung in kWh?

#4

Hallo,

10m x 1500N = 15000Nm = 15000 Ws = 0,0045 kWh?

bei der Rechnung stimmt doch irgendwas nicht oder?

die Herleitung stimmt schon (allerdings bekomme ich 0,00417 kWh).

Wie komme
ich von der Auftriebskraft (bei 10m & 1h) zu der Leistung in
kWh?

genau so wie Du es gemacht hast. Es ist aber natürlich nur die mittlere Leistung.

Gruß, Niels

#5

Anmerkung
Moin,

Leistung in kWh?

kWh ist eine Energieeinheit (Leistung*Zeit) und keine Leistungseinheit.

Gruß,
Ingo