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Auftrieb - Das Archimedische Prinzip

 

Wer schon einmal versucht hat, in einem Schwimmbecken eine andere Person auf den Schultern zu tragen, wird eine interessante Entdeckung gemacht haben: Auch wenn uns jemand normalerweise viel zu schwer ist, ist es im Wasser ganz leicht, ihn zu tragen.

Aber woran liegt das? Werden wir im Wasser stärker, oder hat die andere Person unter Wasser weniger Gewicht?

Die richtige Antwort: Die Person wird scheinbar leichter, weil sie vom Wasser nach oben gedrückt wird, das Wasser also sozusagen beim Tragen mithilft!

Diese Erscheinung nennt man Auftrieb. Auf alle Körper, die ins Wasser eingetaucht werden, wirkt eine Kraft nach oben, die so genannte Auftriebskraft. Sie entsteht durch den Druck, der in jeder Flüssigkeit wegen ihres eigenen Gewichts herrscht und der immer größer wird, je tiefer man eintaucht.

Wie groß diese Auftriebskraft ist, hat schon vor langer Zeit (um 200 v. Chr.) der griechische Physiker Archimedes herausgefunden:

Der Auftrieb ist so groß wie das Gewicht der Flüssigkeitsmenge, die der eingetauchte Körper verdrängt.

Dieses Gesetz wird auch das Archimedische Prinzip genannt. Der Legende nach soll Archimedes darauf gekommen sein, während er in der Badewanne saß und bemerkte, dass sein Körper darin leichter erschien als außerhalb. Voller Freude soll er damals gerufen haben: „Heureka!" („Ich hab’s gefunden!")

 

Je größer das Volumen des eingetauchten Körpers ist, desto mehr Wasser verdrängt er und desto größer ist sein Auftrieb. Auf die Masse kommt es dabei gar nicht an.

Weiters ist die Auftriebskraft von der Dichte der Flüssigkeit abhängig, denn je größer die Dichte ist, desto größer ist das Gewicht des verdrängten Flüssigkeitvolumens. So bemerkt man zum Beispiel einen Unterschied zwischen dem Auftrieb in reinem Wasser und im Salzwasser: Salzwasser hat eine etwas größere Dichte, also ist der Auftrieb darin größer. Deshalb kann man im Toten Meer, das besonders salzig ist, so schwer untertauchen!

Den Unterschied zwischen Salz- und Süßwasser kannst du auch selbst in einem Experiment beobachten:

Du brauchst dazu zwei hart gekochte Eier und zwei Trinkgläser, die du mit Wasser füllst. In das eine Glas gibst du noch zwei Teelöffel Salz und rührst gut um. Dann legst du in jedes Glas ein Ei. Das Ei in dem einen Glas wird schwimmen, das andere zu Boden sinken – sicher errätst du jetzt schon, in welcher Flüssigkeit das jeweils geschehen wird?!