Experiment 8: Warum schwimmt ein Schiff aus Metall?

Was brauche ich?

• Ein wenig Knetmasse (ich habe festgestellt, dass sich PlayDoh-Knete nicht lange mit Wasser verträgt, also nimm besser eine andere Sorte),
• eine Glasschüssel mit Wasser und
• einen Wachsmalstift.

Wie lange dauert es?

Weniger als 5 Minuten.
 

Wie funktioniert es?

Mach auf der Glasschüssel eine Markierung mit dem Wachsmalstift, die anzeigt, wie hoch das Wasser steht. Dann formst Du aus der Knetmasse eine kleine Kugel und lässt sie ins Wasser fallen. Die Kugel sollte sofort untergehen.

Das Wasser sollte gestiegen sein. Je nach Größe der Schüssel und der Knetkugel kann der Unterschied kaum sichtbar sein. Dann solltest Du eine kleinere Schüssel nehmen. Markiere nun den neuen Wasserstand und nimm die Kugel heraus.

Jetzt drückst Du die Kugel ganz platt, ohne etwas wegzunehmen und kneifst an vier Ecken die Knete zusammen, so dass ein kleines Boot entsteht. Wichtig ist, dass die Knete keine Löcher oder Risse bekommt, damit das Boot ganz dicht bleibt. Dann setzt Du das Boot vorsichtig aufs Wasser. Wenn Du die Knete dünn genug gedrückt hast, wird das Boot schwimmen.

Markiere wieder den Wasserstand und sieh Dir Deine Markierungen an. Der unterste Strich markiert den Wasserpegel ohne Kugel und ohne Boot. Der mittlere zeigt die Wasserhöhe mit der versunkenen Kugel, und der oberste Strich zeigt den Wasserstand mit schwimmenden Boot.
 

Warum ist das so?

Da die Knetekugel sofort untergeht, scheint Knetmasse grundsätzlich erstmal nicht schwimmen zu können (genau wie Metall). Wenn sie ins Wasser fällt, verdrängt sie Wasser. Und zwar genau soviel wie sie selbst an Raum in der Wasserschüssel einnimmt. Wenn man jetzt genau diese verdrängte Menge Wasser wiegen würde, würde man feststellen, das sie weniger wiegt, als die Knetmasse.

Verformt man jetzt die Kugel zu einem Boot, drückt sie beim Eintauchen mehr Wasser weg, als vorher (zumindest, solange das Boot nicht voll läuft). Würde man nun diese größere Menge Wasser wiegen, würde man feststellen, dass diese Menge Wasser mehr wiegt, als die Knetmasse.

Wiegt ein Gegenstand weniger als die Menge Wasser, die er verdrängt, schwimmt er.