Hydrostatik: Was ist der Unterschied zwischen der Auftriebskraft und der auf einen fallenden Körper einwirkenden Stoke-Kraft?


Antwort 1:

Die von Midhul sehr korrekt beschriebene Auftriebskraft beruht auf der Verschiebung der Flüssigkeit, in die ein Körper eingetaucht ist. Daraus folgt, dass es immer berechnet werden kann, indem das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit berechnet wird. Das heißt, es entsteht aufgrund der Druckdifferenz.

Die Stokes-Kraft beruht auf dem viskosen Widerstand, den das fluide Medium dem fallenden Körper entgegenbringt. Es ist nicht konservativ in der Natur.


Antwort 2:

Auftriebskraft ist auf die Verdrängung von Flüssigkeit durch den fallenden Körper zurückzuführen. Sie entsteht in der Regel durch die Druckdifferenz in Richtung der Erdbeschleunigung. Die Auftriebskraft hat nichts mit Bewegung zu tun und würde auf den Körper einwirken, selbst wenn er sich in Ruhe befindet (wie ein Holzklotz, der im Wasser schwimmt).

Die Widerstandskraft (bestimmt durch die Stokes-Gleichung) ist dagegen auf die Viskosität zurückzuführen, die der Reibung entspricht und dissipativ ist. Wenn ein Körper fällt, neigt er dazu, die Flüssigkeitspartikel in der Nähe seiner Oberfläche in Bewegung zu versetzen. Dieser Bewegung widersteht der Rest der Flüssigkeit in der Umgebung. Es ist, als bestünde die Flüssigkeit aus Paketen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die gegeneinander gleiten und Energie abgeben. Die Zugkraft hängt eindeutig von der Bewegung, d. H. Der Geschwindigkeit, und auch von anderen Faktoren wie der Form der Oberfläche ab.