Schwimmen und Sinken — Physik, 7–10 Jahre
Ob etwas schwimmt, hängt von seinem Gewicht, seiner Größe und der Menge Wasser ab, die es verdrängt. Ein schwer aussehender Gegenstand kann schwimmen, wenn seine Form genug Luft einschließt.
Was Schwimmen bedeutet
Wasser drückt Gegenstände nach oben, wenn sie hineingelegt werden. Ein Gegenstand schwimmt, wenn dieser Auftrieb sein Gewicht tragen kann; er sinkt, wenn sein Gewicht größer ist. Die Form zählt, weil eine breite, hohle Form mehr Wasser verdrängt als ein gleich großer fester Klumpen.
Warum man das verstehen musste
Menschen brauchten Boote, um Personen und Waren über Flüsse und Meere zu bringen. Eine Regel nur nach dem Stoff würde nicht reichen: Eisen sinkt als Klumpen, kann aber als Boot schwimmen. Die Untersuchung des Schwimmens zeigt, welche Form genug Wasser verdrängt, um eine Last zu tragen.
Ein Boot aus Aluminiumfolie
Forme aus gleich großen Stücken Aluminiumfolie zwei Formen. Zerknülle eines zu einer festen Kugel und forme das andere zu einer breiten Schale. Lege beide vorsichtig ins Wasser: Die Kugel sinkt, weil sie wenig Wasser verdrängt, die Schale schwimmt. Lege nacheinander Münzen hinein; trägt sie 12 Münzen, bevor sie sinkt, hält ihre Form diese Last, aber nicht die nächste.
Ein häufiger Irrtum
Es wirkt, als müssten schwere Dinge immer sinken und leichte Dinge immer schwimmen. Diese Vermutung stimmt bei vielen kleinen Gegenständen und erscheint deshalb sinnvoll. Aber man muss das Gewicht mit dem Auftrieb des verdrängten Wassers vergleichen: Ein riesiges Stahlschiff schwimmt, eine kleine Stahlkugel sinkt.
Wo es vorkommt
Bootsbauer formen Rümpfe so, dass Boote genug Wasser verdrängen, um Personen, Ladung und Motoren zu tragen. Rettungswesten enthalten leichten Schaumstoff und helfen Menschen, nahe der Oberfläche zu bleiben. Ingenieurinnen und Ingenieure testen auch schwimmende Plattformen, Bojen und U-Boote, indem sie Volumen, Gewicht und verdrängtes Wasser steuern.
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