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Spannende Experimente mit den Forschern der Klasse 2b

Teil 3:
Warum schwimmt ein Schiff?


Der kleine Pirat möchte mit seinem Schatz über das Meer zu seinem Piratenversteck.
Leider hat er noch kein Schiff.
Kannst du ihm helfen, ein Schiff zu bauen, das möglichst viel von seinem Schatz tragen kann, ohne unterzugehen?

Wir haben schon alle möglichen Materialien ausprobiert und festgestellt, dass Holz, Styropor und Kork sehr gut schwimmen.
Metall, Knetmasse und Glas gehen dagegen sofort unter.

Sollen wir also unser Schiff aus Styropor bauen? Knetmasse könnte man doch viel besser formen, und sind echte Schiffe denn nicht sogar aus Metall?

Zuerst haben wir also versucht, Knetmasse so zu verändern, dass sie schwimmt:


Aha, eine Knetmassekugel oder -platte gehen unter, aber wenn wir eine kleine Schale formen, dann schwimmt sie. Seltsam, oder?

Aus dieser Erkenntnis starteten wir einen kleinen Wettbewerb:
Welche Gruppe kann ein Schiff bauen, das den Piraten und möglichst viel von seinem Schatz übers Wasser trägt?

Sofort begannen in verschiedenen Teams die Bauarbeiten:
           

Und hier sind die fertigen Schiffe:



Wer wohl gewonnen hat? Wir haben es ausprobiert und die Boote so lange mit Murmeln beladen, bis sie untergingen:

           

Und wer hat nun gewonnen?

Die Schmetterlinge, deren Schiff den Piraten
und 39 Schatzkugeln tragen konnte!

Herzlichen Glückwunsch!

Und warum konnte das Boot so viel tragen?
Das liegt natürlich an der Form des Bootes. Je mehr Wasser das Boot verdrängen kann, desto mehr kann es tragen. Die Wissenschaftler nennen dies Auftrieb.

Wir haben gemessen, wie viel das Wasser wiegt, welches das Boot verdrängt hat:

Ein Glas wird randvoll mit Wasser gefüllt und in eine größere Plastikschüssel gestellt.
Jetzt wird vorsichtig das Boot ins Wasser gesetzt und mit einem Finger ins Wasser gedrückt, bis es untertaucht. Dabei läuft Wasser in die Schüssel über.

 

Das übergelaufene Wasser haben wir gewogen:


79 Gramm


Anschließend haben wir noch das Boot selbst gewogen:


75 Gramm

Das verdrängte Wasser wiegt also mehr als das Schiff selbst und verhindert daher, dass das Boot sinkt (die Auftriebskraft des Wassers ist stärker als die Gewichtskraft des Bootes).

Dasselbe haben wir dann noch mit einer Knetmassenkugel probiert:



Das verdrängte Wasser wiegt


50 Gramm,

die Knetmassenkugel wiegt


65 Gramm.

Die Knetmassenkugel ist also schwerer als das von ihr verdrängte Wasser, daher geht die Kugel unter.

Und was ist, wenn unser Knetmassenschiff schwimmt?
Wir haben nochmals ein kleines Knetmassenschiff geformt und vorsichtig ins Wasser gesetzt.
Es schwimmt!



Trotzdem läuft natürlich Wasser über. Es wiegt genau


27 Gramm.

Und das Knetmassenschiff?


Ebenfalls 27 Gramm.

Das Schiff taucht so weit ins Wasser ein, bis es genau so viel Wasser verdrängt hat, wie es selbst wiegt.
Ganz schön schwierig, oder? Aber doch interessant ...

Fotos © 2010 D. Härtl
Chemische Fachberatung: Katharina Härtl

Teil 1: "Verschiedene spannende Experimente"
 ist weiterhin hier abrufbar!
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Teil 2: Wasser mischen und trennen sowie
Wasser und Wetter gibts hier:
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