6. Das Archimedische Prinzip
Bisher wurde erklärt, wie die Auftriebskraft zustande kommt: die nach oben schiebende Druckkraft auf die Unterseite ist größer als die nach unten drückende Kraft auf die Oberseite des eingetauchten Gegenstandes. Die Differenz der beiden entgegengesetzt wirkenden Druckkräfte ist die (nach oben schiebende) Auftriebskraft.
Eine Aussage über die Größe der Auftriebskraft gibt das Archimedische Prinzip. Dieses lautet:
„Die Auftriebskraft auf einen in Wasser eingetauchten Körper ist genauso groß wie die Erdanziehungskraft auf die von ihm verdrängte Wassermenge.”
Archimedisches Prinzip
Experimentell kann man es wie folgt bestätigen. Bringt man einen Gegenstand unter Wasser, dann ist am Ort des Gegenstandes kein Wasser mehr, der Gegenstand hat dort das Wasser „verdrängt“. Die Menge des verdrängten Wassers ist durch das Volumen des im Wasser befindlichen Gegenstandes bestimmt. Die Menge des verdrängten Wassers bestimmt man mithilfe eines Überlaufgefäßes (s. UE 7, Abb. 7.2). Ist das verdrängte Wasser z.B. in einen kleinen Plastikbecher oder-beutel geflossen, kann man diesen an einen Federkraftmesser hängen und die Erdanziehungskraft auf diese Wassermenge ablesen. Hängt man den Gegenstand an den Federkraftmesser und lässt den Gegenstand in Wasser eintauchen, geht dessen Anzeige um den Betrag der Auftriebskraft zurück, und dieser ist genauso groß wie die Erdanziehungskraft auf das verdrängte Wasser.
In Abschnitt 8.2 wird das Archimedische Prinzip auch rechnerisch hergeleitet.