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Archimedes-Prinzip-Rechner

Wasser mit 1000 kg/m³, von 0,002 m³ verdrängt, drückt bei 9,81 m/s² mit 19,62 N nach oben: Der Rechner multipliziert Dichte, Volumen und Erdbeschleunigung nach dem archimedischen Prinzip und zeigt die Einsetzung Schritt für Schritt. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Dichte
1.000
Volumen
0,002
Schwerkraft
9,81
Erhalten Sie
Rho
1.000
Fluiddichte
1.000
Verdrängtes Volumen
0,002
G
9,81

Ein Archimedes-Prinzip-Rechner wandelt Fluiddichte, verdrängtes Volumen und Gravitationsbeschleunigung in die aufwärts gerichtete Auftriebskraft auf einen eingetauchten Körper um. Geben Sie ρ für das umgebende Fluid, V für das vom Körper verdrängte Fluidvolumen und g für die lokale Schwerkraft ein; das Werkzeug liefert F_b gleich rho mal V mal g, eine lesbare Gleichung, Substitutionschritte und gespiegelte Kraftfeldnamen für Skripte und Arbeitsblätter. Hausaufgabenkontrollen, nautische Schätzungen, Pool- und U-Boot-Demos sowie Coding-Kata-Erwartungswerte brauchen dasselbe Produkt, ohne einen vollen CFD-Stack zu öffnen.

Was das archimedische Prinzip über die Auftriebskraft aussagt

Das archimedische Prinzip besagt, dass ein in ein Fluid eingetauchter Körper eine aufwärts gerichtete Auftriebskraft erfährt, die dem Gewicht des vom Körper verdrängten Fluids entspricht. In einem homogenen Gravitationsfeld ist dieses Gewicht das Produkt aus Fluiddichte, verdrängtem Volumen und Gravitationsbeschleunigung: F_b gleich rho mal V mal g. Die Dichte ist die Masse pro Volumeneinheit des Fluids selbst —etwa eintausend Kilogramm pro Kubikmeter für flüssiges Wasser nahe Raumtemperatur, deutlich kleiner für Luft auf Meereshöhe—, sodass dasselbe eingetauchte Volumen im Wasser eine weit größere Kraft erzeugt als in Luft.

Das verdrängte Volumen ist das Fluidvolumen, das den Raum des eingetauchten Objektanteils einnehmen würde; vollständig eingetauchte Objekte verdrängen ihr Außenvolumen, schwimmende nur so viel Volumen, dass die Auftriebskraft das Gewicht ausgleicht. Die Schwerkraft setzt die Gewichtsskala: erdübliche Aufgaben nutzen oft neun Komma acht eins oder neun Komma acht null sechs sechs fünf Meter pro Sekunde im Quadrat, und didaktische Mond- oder Jupiter-Varianten ändern einfach g.

Die Vorzeichenkonvention dieses Werkzeugs meldet F_b als Betrag dieses Produkts, wenn g positiv ist; Aufrufer, die die Richtung mit einem vorzeichenbehafteten g kodieren, sehen ein vorzeichenbehaftetes Produkt. Unterrichts- und Auto-Grader-Pfade schätzen Domänenprüfungen ebenso wie die Multiplikation: ein negatives Volumen ist fast immer ein Eingabe- oder Koordinatenfehler, und eine negative Kraft ohne Kommentar würde diesen Fehler verbergen. Nullvolumen ist erlaubt und liefert Kraft null, passend zu «nichts eingetaucht».

Der Prüfpfad rechnet rho mal V mal g mit derselben festen Rundung der veröffentlichten Felder nach, sodass eine erfolgreiche Antwort stets Schritte mitliefert, die Sie in Tests oder Laborheften behaupten können, ohne das Produkt jedes Mal von Hand neu abzuleiten.

Vorab-Auftriebsschätzungen in Engineering-Skripten

Pipelines berechnen die Aufwärtskraft aus bekannter Fluiddichte und eingetauchtem Volumen, bevor sie mit dem Objektgewicht verglichen und Schwimm- versus Sinkzweige gewählt werden.

Wie lautet die Auftriebskraftformel des archimedischen Prinzips?

F_b = ρ V g, wobei ρ die Fluiddichte, V das vom eingetauchten Objekt verdrängte Fluidvolumen und g die Gravitationsbeschleunigung ist. Die Kraft entspricht dem Gewicht des verdrängten Fluids.

Sagt dies, ob ein Objekt schwimmt?

Nein. Es berechnet nur F_b aus ρ, V und g. Schwimmen oder Sinken braucht auch das Objektgewicht (oder Masse und g) zum Vergleich.

Welche Einheiten soll ich verwenden?

Jede konsistente Menge. SI (kg/m³, m³, m/s²) ergibt Newton. Das Werkzeug rechnet nicht um; es multipliziert die drei Zahlen, die Sie angeben.

Was passiert bei einem negativen Volumen?

Es wird abgelehnt, weil ein vertauschtes Vorzeichen sonst stillschweigend zu einem nach unten gerichteten Auftrieb würde. Ein Volumen von null ist dagegen erlaubt und ergibt null Newton, denn dann ist nichts eingetaucht.

Warum ist der Auftrieb in Wasser so viel größer als in Luft?

Weil die Dichte des Fluids direkt in die Rechnung eingeht. Wasser hat bei Raumtemperatur rund 1000 kg/m³, Luft auf Meereshöhe nur einen Bruchteil davon, daher erzeugt dasselbe Volumen in Wasser eine weit größere Kraft.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/mech/archimedes-buoyant-force

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/archimedes-buoyant-force \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"density":1000,"volume":0.002,"gravity":9.81}'
{
  "density": 1000,
  "volume": 0.002,
  "gravity": 9.81
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "mech.archimedes_buoyant_force",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Ein negatives verdrängtes Volumen wird mit einem klaren invalid_input-Fehler abgelehnt, damit ein vertauschtes Vorzeichen nie still zu einem abwärts gerichteten «Auftrieb» wird.

Wie Sie die API aufrufen und was zurückkommt

Senden Sie einen JSON-Körper mit drei erforderlichen endlichen Zahlen: density (Aliasse rho, fluid_density), volume (Aliasse V, displaced_volume) und gravity (Aliasse g, gravitational_acceleration). Absolute Werte müssen innerhalb der veröffentlichten Grenze von einer Billion bleiben, damit Zwischenprodukte in IEEE-Doppelgenauigkeit auf dem Worker und im Browser endlich bleiben. Die Dichte muss nichtnegativ sein; das Volumen darf nicht negativ sein —Werte streng kleiner null lösen invalid_input mit der Meldung aus, dass das verdrängte Volumen nicht negativ sein darf—. Bei Erfolg spiegelt die Antwort gerundete density, volume und gravity, setzt buoyant_force, force und F_b auf dasselbe gerundete Produkt, formula auf die Zeichenkette F_b equals rho times V times g, equation auf ein lesbares substituiertes Produkt, principle auf Archimedes, message auf eine kurze englische Zusammenfassung und steps auf ein geordnetes Array aus gegebenen Werten und Substitutionszeilen. Fehlgeschlagene Validierung —fehlende Felder, nicht-endliche Zahlen, Werte außerhalb absoluter Grenzen, negatives Volumen, negative Dichte oder ein nicht-endliches Kraftprodukt— liefert invalid_input und wird nie berechnet. Der Preis ist ein pauschales $0.002 pro erfolgreicher Anfrage mit Einheit item und null marginalem Stückpreis jenseits der Basis.

Praktische Tipps, Grenzen und verwandte Suchen

Bevorzugen Sie Zahlen statt vorformatierter Zeichenketten, wenn Sie den Client steuern; numerische Strings werden nur bei streng endlichem Zahlenmuster akzeptiert. Nutzen Sie konsistente Einheiten: Kilogramm pro Kubikmeter, Kubikmeter und Meter pro Sekunde im Quadrat ergeben Newton; Gramm und Zentimeter verlangen ein kohärentes g in Zentimetern pro Sekunde im Quadrat, wenn Sie Dyn wollen. Dieses Werkzeug rechnet keine Einheiten um, entscheidet nicht, ob ein Objekt schwimmt oder sinkt, und schätzt keine Teiluntertauchung aus Freibordgeometrie —dafür braucht man Objektmasse oder ein separates Volumenmodell—. Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn Sie bereits rho, V und g haben und nur F_b brauchen; stammt die Quelle aus einer Textaufgabe, extrahieren Sie zuerst diese drei Größen. Halten Sie density, volume und gravity im veröffentlichten Absolutbereich, damit das Produkt nicht in eine nicht-endliche Auftriebskraft überläuft, die der Solver ablehnen muss. Im Unterricht koppeln Sie Beispiele: eintausend Kilogramm pro Kubikmeter Wasser, zwei Tausendstel Kubikmeter verdrängt und g gleich neun Komma acht eins ergeben etwa neunzehn Komma sechs zwei Newton; ein absichtlich negatives Volumen zeigt den harten invalid_input-Pfad. Diese Seite zielt auf Suchende nach einem Archimedes-Prinzip-Rechner, Auftriebskraft auf einen eingetauchten Körper oder Dichte-Volumen-Schwerkraft-Werkzeug online; sie ist kein Schiffshydrostatik-Paket, kein CFD-Solver und kein Einheitenumrechner. Fehlgeschlagene Aufgaben mit invalid_input verbrauchen kein vorausbezahltes Guthaben, was Explorationsskripte günstig hält, wenn Lernende absichtlich ein negatives Volumen senden. Roundtrip-Prüfungen sind einfach: rechnen Sie density mal volume mal gravity von Hand nach und bestätigen Sie die Gleichheit mit dem veröffentlichten buoyant_force unter derselben zwölfstelligen Rundung des Handlers.

Hausaufgabenkontrolle zu Archimedes-Aufgaben

Lernende geben Lehrbuchdichte, verdrängtes Volumen und g ein und vergleichen handschriftliches F_b und Substitutionschritte mit einem deterministischen API- oder Browser-Ergebnis vor der Abgabe.

Unit-Tests für Physik-Solver von Studierenden

Erzeugen Sie bekannte korrekte F_b = ρ V g-Fälle plus absichtliche Ablehnungen negativer Volumina für Coding-Kata-Erwartungswerte und CI-Fixtures.

Was passiert bei negativem Volumen?

Die API liefert invalid_input. Das verdrängte Volumen muss V ≥ 0 erfüllen; ein negativer Wert ist ein Domänenfehler, keine vorzeichenbehaftete Kraft.

Ist der Archimedes-Prinzip-Rechner kostenlos?

Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreicher Anfrage; fehlgeschlagene Aufgaben werden nie berechnet.

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