Auftriebsformen

Auftriebsformen bezeichnet in der Physik die unterschiedlichen Mechanismen, durch die eine Kraft nach oben wirkt, wenn ein Körper in einer Flüssigkeit oder in einem Gas ist oder sich darin bewegt. Die beiden grundlegenden Formen sind der statische Auftrieb und der dynamische Auftrieb.

Statischer Auftrieb entsteht durch Dichteunterschiede zwischen dem Körper und seinem umgebenden Medium. Nach dem Archimedesprinzip wirkt eine Auftriebskraft nach oben, die dem Gewicht des verdrängten Mediums entspricht. Diese Kraft hängt von der Dichte des Mediums, dem verdrängten Volumen und der Gravitationsbeschleunigung ab. Statischer Auftrieb erklärt das Schweben dichter Objekte in Gas oder Flüssigkeit, das Aufsteigen von Ballons und das Verhalten von Fischen oder anderen Tieren in Wasser.

Dynamischer Auftrieb ergibt sich aus der Bewegung des Mediums relativ zum Körper. In der Aerodynamik entsteht er durch Druckunterschiede zwischen der Ober- und Unterseite eines sich durch die Luft bewegenden Flügels, der durch Form (Camber), Anstellwinkel, Luftdichte und Geschwindigkeit beeinflusst wird. Der Auftrieb wird durch parameter wie Auftriebsbeiwert, Flügelfläche und Induktionseffekte bestimmt; Wirbel an den Flügelspitzen können ihn zusätzlich modulieren. Typische Beispiele sind Flugzeuge, Vögel und Propellerblätter.

Neben diesen beiden Grundformen tritt in Flüssigkeiten und Gasen auch der thermische (dichtebedingte) Auftrieb auf, der durch Temperatur- oder Salzgehaltsunterschiede verursacht wird und zu Aufwärtsbewegungen führt. Auftriebsformen bilden die Grundlage für viele technische Anwendungen in Luftfahrt, Schiffbau und Hydrodynamik.