Was schwimmt und was nicht?

was schwimmt und was nicht: Dichte im Test

Beim Thema was schwimmt und was nicht zeigt sich, dass Materialien im Wasser völlig unterschiedlich reagieren. Das spielerische Vergleichen von leichten und schweren Gegenständen verdeutlicht naturwissenschaftliche Grundlagen und weckt die Neugier von Kindern beim Experimentieren.

Was schwimmt und was nicht - Die physikalischen Grundlagen einfach erklärt

Ob ein Gegenstand auf der Wasseroberfläche schwimmt oder wie ein Stein zu Boden sinkt, entscheidet sich nicht allein durch sein Gewicht. Das Geheimnis von warum schwimmen manche dinge und manche sinken liegt im Zusammenspiel von zwei physikalischen Kräften: der Dichte des Objekts und dem sogenannten Auftrieb des Wassers.

Flüssiges Wasser besitzt unter normalen Bedingungen bei einer Raumtemperatur von 25 Grad Celsius eine Dichte von exakt 0,997 Gramm pro Kubikzentimeter. Alles, was eine geringere Dichte als diesen Wert aufweist oder durch seine hohle Form sehr viel Luft einschließt, bleibt an der Oberfläche. Stoffe mit einer höheren Dichte gehen unweigerlich unter. Aber es gibt eine Sache, die fast alle Eltern beim Erklären übersehen - was schwimmt auf dem wasser für kinder erklärt werde ich im folgenden Abschnitt genau lüften.

Warum schwimmen schwere Schiffe aus Stahl auf dem Wasser?

Riesige Frachtschiffe oder Kreuzfahrtschiffe bestehen aus tonnenschwerem Stahl, der als reines Material sofort untergehen würde. Das Rätsel lässt sich durch das Archimedische Prinzip lösen: Ein Körper schwimmt, wenn die von ihm verdrängte Wassermenge genauso viel wiegt wie der Körper selbst.

Hier ist die verblüffende Tatsache, die ich vorhin angedeutet habe: Durch den hohlen Bau des Rumpfes befindet sich im Inneren des Schiffes extrem viel Luft. Berechnet man nun die mittlere Dichte des gesamten Schiffskörpers samt der eingeschlossenen Luft, ist dieser Gesamtwert deutlich kleiner als die Dichte von Wasser. Das Wasser drückt das Boot mit einer enormen Auftriebskraft nach oben. Wird dieser hohle Luftraum jedoch durch ein Leck vollständig mit Wasser geflutet, steigt die durchschnittliche Dichte schlagartig an. Der stählerne Koloss sinkt unaufhaltsam gegen den Meeresgrund, was zeigt, was schwimmt und was nicht.

Alltagsgegenstände im Check: Wer bleibt oben und wer geht unter?

Um Kindern das Thema anschaulich zu machen, eignen sich vertraute Dinge aus dem Haushalt. Viele Naturmaterialien wie Äste, Baumrinde oder Korken haben von Natur aus winzige Lufteinschlüsse und schwimmen problemlos. Auch Tischtennisbälle oder leere, zugeschraubte Plastikflaschen haben eine extrem niedrige Dichte, perfekt für wasserspiele kindergarten experimente.

Ganz anders sieht es bei kompakten Feststoffen aus. Kieselsteine, Murmeln aus Glas, metallische Schlüssel oder Edelstahl-Löffel besitzen keine Hohlräume. Ihre Dichte ist wesentlich höher als 0,997 Gramm pro Kubikzentimeter, weshalb sie wie ein Stein herabsinken. Bei Obst und Gemüse wird es besonders spannend: Bananen und Äpfel enthalten im Fruchtfleisch etwa 20 bis 25 Prozent Luft und schwimmen, während rohe Kartoffeln oder Tomaten wegen ihrer höheren Gewichtsverteilung im Verhältnis zum Volumen meist direkt absinken.

Das große Wasser-Experiment für zu Hause vorbereiten

Ein praktischer Versuch im Kindergarten oder im heimischen Badezimmer schlägt jede theoretische Erklärung. Alles, was Sie dafür brauchen, ist eine große Schüssel, Leitungswasser und ein paar Alltagsgegenstände. Lassen Sie die Kinder vor jedem Wurf eine kleine Vermutung aufstellen.

Nichts motiviert kleine Entdecker mehr als ein spannendes Experiment. Eine saubere Durchführung in Innenräumen erfordert nur minimale Vorbereitung. Legen Sie einfach ein großes Handtuch unter die Wasserschale, um kleine Spritzer sofort abzufangen. Nutzen Sie eine übersichtliche Tabelle, in die die Kinder ihre Vermutung mit einem Kreuzchen eintragen können, bevor das Objekt ins Wasser plumpst. Das schult das wissenschaftliche Denken spielerisch von klein auf.

Vergleich der Materialeigenschaften beim Schwimmen

Holz & Kork

Schwimmt immer an der Oberfläche, unabhängig von der äußeren Form

Deutlich geringer als 1 Gramm pro Kubikzentimeter

Besitzt natürliche, mikroskopisch kleine Lufteinschlüsse im Material

Metall & Stein

Sinkt als kompakter Block sofort ab, schwimmt nur bei hohler Bootsform

Mehrfach höher als der Dichtewert von flüssigem Wasser

Sehr kompakt, schwere Atome eng aneinandergereiht ohne Lufträume

Knete (Das Chamäleon) ⭐

Als Kugel sinkt sie ab - geformt wie eine hohle Schale schwimmt sie

Als reines Material höher, veränderbar durch die äußere Form

Leicht formbar, kann Luft umschließen oder kompakt gepresst werden

Leas Aha-Erlebnis am Waschbecken: Vom Klumpen zum schwimmenden Boot

Die fünfjährige Lea saß mit ihrer Mutter im Badezimmer in Hamburg und wollte unbedingt wissen, warum ihre Spielzeugautos aus Metall immer untergehen. Sie war fest davon überzeugt, dass alles Schwere automatisch sinken muss.

Erster Versuch: Lea formte aus einem großen Stück Bastelknete eine feste, schwere Kugel und warf sie erwartungsvoll in das gefüllte Waschbecken. Die Kugel klatschte ins Wasser und sank sofort wie ein echter Stein auf den Grund.

Das frustrierte Mädchen wollte schon aufgeben. Doch ihre Mutter schlug vor, die Knete plattzudrücken und wie eine kleine, hohle Suppenschüssel mit einem hohen Rand zu formen, um der Knete mehr Angriffsfläche zu geben.

Das geformte Knete-Schiffchen wurde vorsichtig auf das Wasser gesetzt und schwamm plötzlich perfekt an der Oberfläche. Lea verstand durch dieses optische Erlebnis sofort, dass die hohle Form das Geheimnis hinter den großen Stahlschiffen ist.