Ist im Wasser alles leichter?

Scheint leichter, ist es aber nicht immer: Auftrieb und die Illusion des leichteren Wassers

Der Volksmund behauptet oft, im Wasser sei alles leichter. Diese Aussage ist jedoch eine Vereinfachung und in ihrer Allgemeingültigkeit falsch. Während das Gefühl der Leichtigkeit im Wasser weit verbreitet ist und auf dem Prinzip des Auftriebs beruht, ist es wichtig, zwischen dem subjektiv empfundenen Gewicht und dem tatsächlichen Gewicht eines Objekts zu unterscheiden. Die Erfahrung, dass wir im Wasser scheinbar weniger wiegen, täuscht uns über die physikalischen Gegebenheiten hinweg.

Der Auftrieb, die nach oben gerichtete Kraft, die ein Körper in einer Flüssigkeit erfährt, wird durch das Archimedische Prinzip beschrieben. Dieses besagt, dass ein in eine Flüssigkeit eingetauchter Körper eine Auftriebskraft erfährt, die gleich groß ist wie das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. Das bedeutet: Je mehr Wasser ein Körper verdrängt, desto größer ist der Auftrieb, der auf ihn wirkt. Dieser Auftrieb wirkt dem Gewicht des Körpers entgegen. Empfinden wir also ein geringeres Gewicht im Wasser, so liegt dies an dieser entgegenwirkenden Kraft.

Betrachten wir nun verschiedene Objekte: Ein Stück Holz, dessen Dichte geringer ist als die von Wasser, wird aufgrund des größeren Auftriebs an der Wasseroberfläche schwimmen. Das Holz verdrängt so viel Wasser, dass die Auftriebskraft sein Gewicht vollständig kompensiert. Ein Luftballon hingegen schwimmt aufgrund seiner geringen Dichte und des großen Volumens, das er in Relation zu seinem Gewicht einnimmt. Er verdrängt ein großes Wasservolumen, was zu einem entsprechend großen Auftrieb führt, der sein Gewicht übertrifft. Hier wird das Gefühl der Leichtigkeit besonders deutlich.

Anders verhält es sich mit Objekten, deren Dichte größer ist als die von Wasser. Ein Stein beispielsweise hat eine deutlich höhere Dichte und wird somit auch im Wasser schwer sein und sinken. Der Auftrieb reduziert zwar das Gewicht des Steins, er hebt ihn aber nicht vollständig auf. Wir spüren zwar einen geringeren Widerstand beim Anheben eines Steins unter Wasser, als an der Luft, jedoch wird der Stein nicht plötzlich leichter, sondern lediglich das Gewicht, das wir überwinden müssen, wird geringer. Ähnliches gilt für Metallgegenstände wie beispielsweise eine Münze oder ein Schlüssel. Sie sinken, obwohl der Auftrieb eine nach oben gerichtete Kraft auf sie ausübt.

Die subjektive Empfindung von Leichtigkeit im Wasser resultiert also aus der Reduktion des Gewichts durch den Auftrieb. Diese Reduktion ist jedoch nicht gleichbedeutend mit einer tatsächlichen Gewichtsverringerung. Nur wenn der Auftrieb größer oder gleich dem Gewicht des Objekts ist, schwebt oder schwimmt dieses. Sonst bleibt das tatsächliche Gewicht, lediglich die Kraft, die wir zum Anheben aufwenden müssen, reduziert sich.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Im Wasser ist nicht alles leichter. Die scheinbare Leichtigkeit ist eine Folge des Auftriebs, der durch die verdrängte Wassermenge bestimmt wird. Nur Objekte mit einer geringeren Dichte als Wasser schwimmen, während dichtere Objekte trotz des Auftriebs weiterhin ein gewisses, reduziertes Gewicht behalten und sinken. Die Illusion der Leichtigkeit täuscht uns also über die tatsächlichen physikalischen Vorgänge hinweg.