Statischer Auftrieb
Der Auftrieb ist eine Kraft, die nach oben gerichtet ist und damit der Schwerkraft entgegen wirkt. Bei dynamischem Auftrieb kann die Richtung der Kraft aber auch auf das Fahrzeug selbst bezogen werden.
Man unterscheidet statischen und dynamischen Auftrieb.
Abtrieb ist physikalisch gesehen die gleiche Kraft wie der Auftrieb, wirkt aber in die entgegengesetzte Richtung.
Statischer Auftrieb
Er entsteht, wenn sich ein Körper mit geringer Dichte in einer Flüssigkeit oder einem Gas mit höherer Dichte befindet. Dieser Effekt wird mit dem Archimedischen Prinzip beschrieben.
Beispiele für statischen Auftrieb:
- Ballons steigen auf, weil sie mit Gas (meist Helium oder heiße Luft, früher auch Wasserstoff) gefüllt sind, das eine geringere Dichte hat, als die umgebende (kalte) Luft. Genauer betrachtet, muss die Dichte des gesamten Ballons (inkl. Hülle, Korb etc.) geringer sein als die Dichte (Masse/Volumen) der umgebenden Luft.
- Schiffe fahren auf dem Wasser, weil der in das Wasser eingetauchte Teil des Schiffes leichter ist als das verdrängte Wasser und das Gesamtgewicht des Schiffes dem Gesamtgewicht des von ihnen verdrängten Wasser entspricht. Wegen der großen Lufträume hat ein Schiff trotz der schweren Baustoffe (Stahl etc.) insgesamt eine geringere Dichte (Masse/Volumen) als Wasser; daher schwimmt das Schiff. Wenn es leck schlägt, erhöht das einlaufende Wasser die Gesamtdichte des Schiffes, bis es sinkt.
Dynamischer Auftrieb
Er entsteht, wenn der Körper sich relativ zum Gas oder der Flüssigkeit bewegt. Hierbei tritt ein Druckunterschied zwischen Unter- und Oberseite auf. Im Gegensatz zum statischen Auftritt ist der dynamische Auftrieb von der Bewegungsgeschwindigkeit des Körpers durch das umgebende Medium abhängig.
Beispiele für dynamischen Auftrieb:
- Tragflächen eines Flugzeugs; Rotor eines Hubschraubers
- Vogelflügel
- Wasserski
- Heckflügel eines Rennwagens
Beispiel für eine Kombination von statischem und dynamischen Auftrieb:
- Luftschiffe: Sie erzeugen statischer Auftrieb durch die Gasfüllung und dynamischer Auftrieb oder gegebenenfalls Abtrieb durch Motorenkraft (schwenkbare Propeller) und durch den Rumpf mit Hilfe der Steuerflächen.
- U-Boote (analog zu Luftschiffen)
Abtrieb
Die dem Auftrieb entgegengesetzte Kraft wird bei bestimmten Anwendungen als Abtrieb bezeichnet. Abtrieb als die Kraft, mit der ein Körper auf den Boden gedrückt wird, spielt im Autosport eine wichtige Rolle, weil dort ein möglichst hocher Anpressdruck des Fahrzeuges auf die Straße erwünscht ist, um eine hohe Bodenhaftung und damit hohe Kurvengeschwindigkeiten zu erzielen. Abtrieb bezeichnet dabei den dynamischen Abtrieb durch aerodynamische Flächen, die bei Rennwagen Flügel genannt werden. Die im Automobilbau ebenfalls verwendeten Spoiler erzeugen keinen Abtrieb, sondern verhindern nur die Entstehung dynamischen Auftriebs, der durch die aerodynamischen Eigenschaften der Karosserieform erzeugt wird.
siehe auch
Auftriebsausgleich bei Luftschiffen