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April 1, 2019

Warum schwimmt man?

Hast du dich schon mal gefragt, war­um ein Stein unter­geht, wenn man ihn ins Was­ser schmeißt? Und war­um wir oben schwim­men? Schuld dar­an ist der hydro­sta­ti­sche Auf­trieb. Die hydro­sta­ti­sche Auf­triebs­kraft ent­schei­det, ob ein Kör­per sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt. Des­halb muss der Auf­trieb zum Bei­spiel beim Bau von U-Boo­ten oder Schif­fen berück­sich­tigt wer­den. Denn ein Schiff kann nur schwim­men, wenn die Auf­triebs­kraft des hydro­sta­ti­schen Auf­trie­bes genau­so groß ist, wie die Gewichts­kraft des ver­dräng­ten Medi­ums. Außer­dem muss ein Teil des Schif­fes über Was­ser und ein Teil unter Was­ser sein. Wenn das nicht der Fall ist und der Kör­per von allen Sei­ten mit dem glei­chen Medi­um bedeckt ist, dann schwebt ein Kör­per. Dabei ist die Gewichts­kraft der ver­dräng­ten Flüs­sig­keit wie­der genau­so groß wie die hydro­sta­ti­sche Auf­triebs­kraft. Als Bei­spiel beim Schwe­ben, kann man sich ein U-Boot oder ein Fisch in einer bestimm­ten Tie­fe vor­stel­len. Wenn die Gewichts­kraft des Medi­ums aber grö­ßer ist als der sta­ti­sche Auf­trieb so sinkt der Kör­per, hier kann man sich als Bei­spiel einen Stein vor­stel­len. Wenn es umge­kehrt ist, wenn die Gewichts­kraft klei­ner ist als die Kraft des hydro­sta­ti­schen Auf­trie­bes so steigt ein Kör­per, zum Bei­spiel ein Ball unter Was­ser.

Aber war­um schwimmt jetzt eigent­lich ein meh­re­re Ton­nen schwe­res Schiff?

Da das Schiff durch sei­ne Flä­che und Form so kon­stru­iert ist, ver­drängt es mit sei­nem Gewicht genug Was­ser um zu schwim­men. Das ver­dräng­te Was­ser drückt das Schiff dann sozu­sa­gen wie­der nach oben. Ein voll­be­la­de­ner Öltan­ker ver­drängt zum Bei­spiel 200.000 Ton­nen Was­ser. Die­se 200.000 Ton­nen Was­ser drü­cken das Schiff dann wie­der nach oben.

Der hydro­sta­ti­sche Auf­trieb ist eine Kraft, die der Schwer­kraft ent­ge­gen wirkt. Der Auf­trieb ent­steht durch die Ver­drän­gung des Medi­ums und ist somit dafür ver­ant­wort­lich, dass Schif­fe oder ande­re Gegen­stän­de schwim­men. Die Grö­ße des Auf­trie­bes wird vom Archi­me­di­schen Gesetz bestimmt. Die­ses kann aber nicht ein­tre­ten, wenn auf der Unter­sei­te des Kör­pers der Druck gerin­ger ist als auf der Ober­sei­te.

 

LK

 

Bild: Pixabay.com.