Schwimmen, schweben, sinken
Ob ein Körper schwimmt, schwebt oder sinkt, hängt von seiner Dichte im Vergleich zur Flüssigkeit ab.
Das lernst du heute
- Ich kann Schwimmen, Schweben und Sinken unterscheiden.
- Ich kann das Verhalten mit der Dichte vorhersagen.
- Ich kann erklären, warum Schiffe schwimmen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Auftrieb und das Prinzip des Archimedes
Ein Körper in einer Flüssigkeit steht unter zwei Kräften: der Gewichtskraft nach unten und dem Auftrieb nach oben. Ist der Auftrieb kleiner als die Gewichtskraft, sinkt der Körper. Sind beide gleich, schwebt er. Ist der Auftrieb größer, steigt der Körper auf und schwimmt an der Oberfläche. Dann ist nur ein Teil eingetaucht, bis beide Kräfte gleich sind. Einfacher geht es mit der Dichte. Ist die Dichte des Körpers kleiner als die der Flüssigkeit, schwimmt er. Sind sie gleich, schwebt er. Ist sie größer, sinkt er. Holz (etwa 0,6 g/cm³) schwimmt auf Wasser (1,0 g/cm³), Eisen (7,9 g/cm³) sinkt. Ein Schiff aus Stahl schwimmt trotzdem, weil es hohl ist. Seine mittlere Dichte, also Gesamtmasse durch Gesamtvolumen mit der Luft im Rumpf, ist kleiner als die von Wasser. Ein U-Boot taucht durch Fluten oder Leeren von Tanks.
| Vergleich | Verhalten |
|---|---|
| ρ Körper kleiner als ρ Flüssigkeit | schwimmt |
| ρ Körper gleich ρ Flüssigkeit | schwebt |
| ρ Körper größer als ρ Flüssigkeit | sinkt |
Vorhersage mit der Dichte
- Körper: Holzstück, ρ = 0,6 g/cm³. Flüssigkeit: Wasser, 1,0 g/cm³.
- Vergleich: 0,6 ist kleiner als 1,0.
- Das Holz schwimmt.
- Eingetauchter Anteil: 0,6 : 1,0 = 60 %.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Leichter als Wasser: schwimmt.
Gleich schwer wie Wasser: schwebt.
Schwerer als Wasser: sinkt.
Ein Beispiel
Ein Fisch hält sich mit der Schwimmblase im Wasser in einer bestimmten Tiefe. Er verändert die Gasmenge und damit seine mittlere Dichte.
Schritt für Schritt
Du sagst voraus, ob ein Körper schwimmt.
- Schreibe beide Dichten auf.
- Vergleiche sie.
- Ziehe den Schluss.
- Bei Schwimmern: Anteil = ρ_Körper : ρ_Flüssigkeit.
Mit einem Bild erklärt
| Körper | Dichte | In Wasser |
|---|---|---|
| Kork | 0,25 g/cm³ | schwimmt |
| Körper mit gleicher Dichte wie Wasser | 1,0 g/cm³ | schwebt |
| Eisen | 7,9 g/cm³ | sinkt |
Zur Grundlage zurück
- Auftrieb und das Prinzip des Archimedes – Du kennst den Auftrieb.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zeig mir den ersten Schritt
Vergleiche 0,6 mit 1,0.
Lösung ansehen
Lösung: Es schwimmt.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Ein Körper hat 0,8 g/cm³ und schwimmt auf Wasser. Wie viel Prozent seines Volumens tauchen ein?
Zeig mir den ersten Schritt
Teile 0,8 durch 1,0.
Lösung ansehen
Lösung: 80
0,8 : 1,0 = 0,8 = 80 %.
Tipp: Bei schwimmenden Körpern ist der eingetauchte Anteil gleich ρ_Körper : ρ_Flüssigkeit.
Merksatz: Kleiner als die Flüssigkeit: schwimmen. Gleich: schweben. Größer: sinken.
Typischer Fehler: Viele glauben, schwere Dinge sinken immer. Ein schweres Schiff schwimmt, weil seine mittlere Dichte klein ist.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Er schwebt.
Lösung ansehen
Lösung: Stimmt
Lösung ansehen
Lösung: Der Auftrieb ist kleiner als die Gewichtskraft.
Frage 4 Ein Körper hat ρ = 0,5 g/cm³ und schwimmt auf Wasser. Wie viel Prozent tauchen ein?
Zeig mir den ersten Schritt
0,5 : 1,0.
Lösung ansehen
Lösung: 50
Der Anteil ist 0,5, also 50 %.
Geschafft
Schwimmen, Schweben und Sinken ergeben sich aus dem Vergleich von Auftrieb und Gewichtskraft oder von Dichten.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
Übungsheft Druck, Dichte und Auftrieb
Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.
Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen