Was ist neutraler Auftrieb?

Neutraler Auftrieb wird erreicht, wenn ein Objekt oder Körper in einer Flüssigkeit oder einem Gas weder steigt noch sinkt, sondern stattdessen eine konstante Tiefe beibehält. Wird die Schwerkraftwirkung auf das Gewicht der vom Objekt verdrängten Flüssigkeit oder des Gases nicht überwunden, dh ist das Objekt schwerer als das Medium, in dem es sich befindet, verliert es an Auftrieb und sinkt. Umgekehrt, wenn die Gravitationswirkung auf das Objekt zu stark überwunden wird, wenn das Objekt leichter ist als das Medium, wird es schwimmfähiger und steigt auf. Neutraler Auftrieb ist der Zustand, in dem die Masse eines Objekts innerhalb eines Mediums dem Gewicht des verdrängten Mediums entspricht.

Normalerweise ist Wasser das am häufigsten implizierte Medium, wenn von Auftrieb gesprochen wird. Somit ist der Druck, den Wasser auf ein untergetauchtes Objekt auf die Oberfläche ausübt, dessen Auftrieb. Je dichter das Wasser ist, in das ein Objekt eingetaucht ist, desto schwimmfähiger wird das Objekt.

Der neutrale Auftrieb im Wasser kommt der Schwerelosigkeit des Weltraums sehr nahe. Seit Mitte der 1950er Jahre unterhält die National Aeronautics and Space Administration (NASA) in Zusammenarbeit mit dem US-Militär den Neutral Buoyancy Space Simulator, in dem Astronauten, die einen konstanten neutralen Auftrieb in einem riesigen, mit Wasser gefüllten Tank aufrechterhalten, trainiert werden, darin zu leben und zu arbeiten die schwerelose Umgebung des Weltraums. Die NASA unterhält derzeit zwei solcher Einrichtungen; der ursprüngliche Simulator in Huntsville, Alabama und eine neuere Einrichtung in Houston, Texas.

Säugetiere, obwohl sie von Natur aus etwas Auftrieb haben, erzeugen durch den einfachen Akt des Atmens ständig positiven und negativen Auftrieb. Luft, die von Natur aus leichter als Wasser ist, wird eingeatmet und kurzzeitig in der Lunge gespeichert, wodurch ein positiver Auftrieb gewährleistet wird – der durch das Wasser aufsteigt. Beim Ausatmen wird die Masse der Lunge mit der Entleerung der Luft stärker der Schwerkraft ausgesetzt, wodurch der Körper negativer Auftrieb erhält, anfälliger für die Schwerkraft und dazu neigt, abzusinken. Die Erlangung eines neutralen Auftriebs kann durch kontrollierte Atmung erreicht werden.

U-Boote können einen neutralen Auftrieb erzielen, indem sie die Luftmenge mit der Wassermenge in den Ballasttanks des Schiffes mechanisch ausgleichen. Sporttaucher müssen außerdem in der Lage sein, einen neutralen Auftrieb zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Das Tauchen mit Tauchausrüstung (SCUBA) erfordert im Wesentlichen die Fähigkeit, eine konstante Tiefe beizubehalten, um zu manövrieren und zu arbeiten. Das ständige Anpassen des Auftriebs raubt einem Taucher die dringend benötigte Ausdauer und lenkt die Aufmerksamkeit vom Ziel des Tauchgangs ab, wodurch dem Taucher viel Vergnügen und/oder Nützlichkeit genommen werden.