Auftriebskraft-Rechner
Verdrängt ein Körper 0,002 m³ Wasser mit 1000 kg/m³ bei einer Schwerkraft von 9,81 m/s², drückt ihn eine Kraft von 19,62 N nach oben. Ändern Sie Fluid, Volumen oder Schwerkraft, auch für den Mond, für Übungen, Vorführungen und schnelle Abschätzungen. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Fluiddichte ρ
- 1.000
- Volumen
- 0,002
- Schwerkraft
- 9,81
- rho
- 1.000
- Fluiddichte
- 1.000
- Verdrängtes Volumen
- 0,002
- G
- 9,81
Ein Auftriebskraft-Rechner wandelt Fluiddichte, verdrängtes Volumen und Gravitationsbeschleunigung in die nach oben gerichtete Auftriebskraft um, die das archimedische Prinzip vorhersagt. Geben Sie ρ für das umgebende Fluid, V für das vom Objekt verdrängte Fluidvolumen und g für die lokale Schwerkraft ein; das Werkzeug liefert F_b gleich rho mal V mal g, eine lesbare Gleichungszeichenkette, Substitutions-Schritte und gespiegelte Kraftfeldnamen für Skripte und Arbeitsblätter. Hausaufgabenprüfungen, schiffbauliche Schätzungen, Pool- und U-Boot-Demos sowie erwartete coding-kata-Werte 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 nach oben gerichtete Auftriebskraft erfährt, die dem Gewicht des vom Körper verdrängten Fluids entspricht. In einem homogenen Schwerefeld 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 in Wasser eine weit größere Kraft erzeugt als in Luft.
Das verdrängte Volumen ist das Fluidvolumen, das den Raum des eingetauchten Objektteils einnehmen würde; vollständig eingetauchte Objekte verdrängen ihr äußeres Volumen, schwimmende nur genug Volumen, damit 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 Quadratsekunde, und lehrreiche 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 vorzeichenbehaftetem g kodieren, sehen ein vorzeichenbehaftetes Produkt.
Unterrichts- und automatisierte Korrekturpfade achten auf Domänenprüfungen ebenso wie auf 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 ergibt Nullkraft, was zu „nichts eingetaucht“ passt. Der Prüfpfad berechnet rho mal V mal g mit derselben festen Rundung wie die veröffentlichten Felder neu, sodass eine erfolgreiche Antwort stets Schritte mitliefert, die Sie in Tests oder Laborheften prüfen können.
Anwendungsfälle
Vorab-Auftriebsschätzungen in Engineering-Skripten
Pipelines berechnen die Aufwärtskraft aus bekannter Fluiddichte und eingetauchtem Volumen, bevor sie mit dem Objektgewicht verglichen und Schwimmen-gegen-Sinken-Zweige entscheiden.
Häufige Fragen
Wie lautet die Formel der Auftriebskraft?
Nach dem archimedischen Prinzip gilt F_b = ρ V g, wobei ρ die Fluiddichte, V das verdrängte Volumen und g die Gravitationsbeschleunigung ist. Die Kraft entspricht dem Gewicht des verdrängten Fluids.
Sagt das, 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?
Jedes konsistente System. SI (kg/m³, m³, m/s²) ergibt Newton. Das Werkzeug wandelt keine Einheiten um; es multipliziert die drei von Ihnen gelieferten Zahlen.
Was passiert bei negativem Volumen?
Ein negatives verdrängtes Volumen wird mit einer klaren Meldung abgelehnt, damit ein vertauschtes Vorzeichen nie still als Kraft nach unten erscheint. Ein Volumen von null ist erlaubt und ergibt null Auftrieb.
Warum ist der Auftrieb in Wasser so viel größer als in Luft?
Weil die Kraft mit der Dichte des Fluids wächst. Wasser hat bei Raumtemperatur etwa tausend Kilogramm pro Kubikmeter, Luft auf Meereshöhe viel weniger, daher erzeugt dasselbe Volumen in Wasser eine weit größere Kraft.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
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.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/thermo/buoyant-force \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"density":1000,"volume":0.002,"gravity":9.81}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/thermo/buoyant-force", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
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body: JSON.stringify({
"density": 1000,
"volume": 0.002,
"gravity": 9.81
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/thermo/buoyant-force",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"density": 1000,
"volume": 0.002,
"gravity": 9.81
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/thermo/buoyant-force", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"density":1000,"volume":0.002,"gravity":9.81}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"density":1000,"volume":0.002,"gravity":9.81}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/thermo/buoyant-force", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"density": 1000,
"volume": 0.002,
"gravity": 9.81
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "thermo.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.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Limits
max_abs | 1000000000000 |
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Ein negatives verdrängtes Volumen wird mit einem klaren invalid_input-Fehler abgelehnt, sodass ein umgedrehtes Vorzeichen nie stillschweigend zu einem abwärts gerichteten „Auftrieb“ wird.
Wie Sie die API aufrufen und was zurückkommt
Senden Sie einen JSON-Body mit drei erforderlichen endlichen Zahlen: density (Aliase rho, fluid_density), volume (Aliase V, displaced_volume, vol) und gravity (Aliase g, g_accel, gravitational_acceleration). Absolute Werte müssen innerhalb der veröffentlichten Grenze von einer Billion bleiben, damit Zwischenprodukte in IEEE-Doppelpräzision auf dem Worker und im Browser endlich bleiben. Die Dichte muss nichtnegativ sein; das Volumen darf nicht negativ sein —Werte strikt kleiner als null lösen invalid_input aus—. Bei Erfolg spiegelt die Antwort gerundete density, volume und gravity wider, 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 lesbar substituiertes Produkt, principle auf Archimedes, message auf eine kurze 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 Einheitsposition und null marginalem Einheitspreis.
Praktische Tipps, Grenzen und verwandte Suchen
Senden Sie vorzugsweise Zahlen statt vorformatierter Zeichenketten, wenn Sie den Client steuern; Zahlenzeichenketten werden nur akzeptiert, wenn sie einem strengen endlichen Zahlenmuster entsprechen. Verwenden Sie konsistente Einheiten: Kilogramm pro Kubikmeter, Kubikmeter und Meter pro Quadratsekunde ergeben Newton; Gramm und Zentimeter erfordern ein kohärentes g in Zentimetern pro Quadratsekunde, wenn Sie Dyn wollen. Dieses Werkzeug wandelt keine Einheiten um, entscheidet nicht, ob ein Objekt schwimmt oder sinkt, und schätzt keine teilweise Eintauchung 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 einem Textproblem, extrahieren Sie zuerst diese drei Größen. Halten Sie density, volume und gravity im veröffentlichten absoluten Bereich, damit das Produkt nicht in eine nicht endliche Auftriebskraft überläuft, die der Solver ablehnen muss. Beim Unterrichten kombinieren Sie Beispiele: eintausend Kilogramm pro Kubikmeter Wasser, zwei Tausendstel Kubikmeter verdrängt und g gleich neun Komma acht eins ergibt etwa neunzehn Komma sechs zwei Newton; ein absichtlich negatives Volumen zeigt den harten invalid_input-Pfad. Diese Seite richtet sich an Personen, die online einen Auftriebskraft-Rechner, einen Archimedes-Prinzip-Rechner oder ein Dichte-Volumen-Schwerkraft-Werkzeug suchen; es ist kein Schiffshydrostatik-Paket, kein CFD-Solver und kein Einheitenumrechner. Fehlgeschlagene Aufgaben mit invalid_input verbrauchen kein vorausbezahltes Guthaben, was explorative Skripte günstig hält, wenn Lernende absichtlich ein negatives Volumen senden. Hin- und Rückprüfungen sind einfach: berechnen Sie density mal volume mal gravity von Hand und bestätigen Sie die Gleichheit mit dem veröffentlichten buoyant_force unter derselben Zwölf-Dezimal-Rundung.
Integrationsbeispiele
Hausaufgabenprüfung zu Archimedes-Aufgaben
Lernende geben Lehrbuchdichte, verdrängtes Volumen und g ein und vergleichen handschriftliches F_b und Substitutions-Schritte vor der Abgabe mit einem deterministischen API- oder Browser-Ergebnis.
Unit-Tests für studentische Physik-Solver
Erzeugen Sie bekannte korrekte F_b = ρ V g-Fälle plus absichtliche Ablehnungen negativen Volumens für coding-kata-Sollwerte und Continuous-Integration-Fixtures.
Technische Fragen
Was passiert bei negativem Volumen?
Die API liefert invalid_input. Das verdrängte Volumen muss V ≥ 0 erfüllen; ein negativer Wert gilt als Domänenfehler, nicht als vorzeichenbehaftete Kraft.
Ist der Auftriebskraft-Rechner kostenlos?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreicher Anfrage; Fehlschläge werden nie berechnet.