buoyantiekracht

Buoyantiekracht is de opwaartse kracht die een vloeistof of een gas uitoefent op een lichaam dat erin ondergedompeld is. Deze kracht ontstaat doordat de druk in de vloeistof met de diepte toeneemt; de druk aan de onderkant van het lichaam is groter dan aan de bovenkant, waardoor de resulterende kracht omhoog gericht is. Volgens Archimedes’ principe is de opwaartse kracht gelijk aan de gewichtskracht van de verplaatste vloeistof: F_b = rho_fluid · g · V_submerged, waarbij rho_fluid de dichtheid van de vloeistof of het gas is, g de versnelling van de zwaartekracht en V_submerged het door het lichaam ondergedompelde volume is.

De buoyantiekracht bepaalt of een voorwerp zinkt, blijft zweven of volledig onder water blijft. Als F_b groter is dan het eigen gewicht, stijgt het voorwerp; is F_b kleiner, dan zinkt het; bij gelijke krachten is er neutraal drijfvermogen en blijft het op een bepaalde diepte. Voor zwevende voorwerpen geldt meestal dat het verplaatste volume zo is dat F_b gelijk is aan het gewicht.

De omvang van de buoyantiekracht hangt af van rho_fluid, g en V_submerged. In de praktijk verandert rho_fluid met temperatuur, zoutgehalte en druk, waardoor drijfvermogen kan variëren. Voor voorwerpen die drijven geldt: rho_object / rho_fluid = V_submerged / V_total.

Toepassingen omvatten het ontwerp van schepen en duikboten, waarbij men het onderdompingsvolume regelt om gewenst drijfvermogen te bereiken, en het begrijpen van de werking van ballonnen in de atmosfeer.