Wann geht ein Körper im Wasser unter?

Wann geht ein Körper im Wasser unter?

Beim Eintauchen eines Körpers in eine Flüssigkeit spielt die Dichte des Körpers eine entscheidende Rolle für sein Verhalten. Ein Körper sinkt im Wasser unter, wenn seine Dichte größer ist als die von Wasser, während er schwimmt, wenn seine Dichte geringer ist.

Dichte und Auftrieb

Die Dichte eines Körpers ist definiert als sein Masse-Volumen-Verhältnis. Sie wird in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) angegeben. Wasser hat eine Dichte von 1 g/cm³.

Wenn ein Körper in Wasser eintaucht, wirken zwei entgegengesetzte Kräfte auf ihn:

• Auftriebskraft: Eine nach oben gerichtete Kraft, die der verdrängten Wassermenge entspricht.
• Schwerkraft: Eine nach unten gerichtete Kraft, die von der Masse des Körpers ausgeübt wird.

Auftrieb und Versinken

Ob ein Körper schwimmt oder sinkt, hängt vom Verhältnis zwischen seiner Dichte und der Dichte des Wassers ab:

• Schwimmen: Wenn die Dichte des Körpers geringer als die von Wasser ist, ist die Auftriebskraft größer als die Schwerkraft, wodurch der Körper an die Oberfläche getrieben wird.
• Sinken: Wenn die Dichte des Körpers größer als die von Wasser ist, ist die Schwerkraft größer als die Auftriebskraft, wodurch der Körper untergeht.

Beispiele

• Beispiel 1: Ein Holzstück hat eine geringere Dichte als Wasser (etwa 0,5 g/cm³). Wenn es in Wasser getaucht wird, schwimmt es, weil seine Dichte geringer ist als die von Wasser.
• Beispiel 2: Ein Stein hat eine höhere Dichte als Wasser (etwa 2,5 g/cm³). Wenn er in Wasser getaucht wird, sinkt er, weil seine Dichte größer ist als die von Wasser.

Ausnahmen

Es gibt Ausnahmen von der allgemeinen Regel, dass ein Körper mit einer höheren Dichte als Wasser sinkt. Dazu gehören:

• Oberflächenspannung: Kleine Objekte können auf der Wasseroberfläche schwimmen, selbst wenn ihre Dichte größer ist als die von Wasser, aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers.
• Luftblasen: Hohlkörper mit eingeschlossenen Luftblasen können schweben, selbst wenn ihre durchschnittliche Dichte größer als die von Wasser ist, aufgrund des Auftriebs der eingeschlossenen Luft.

Insgesamt ist die Dichte eines Körpers im Vergleich zur Dichte der umgebenden Flüssigkeit der entscheidende Faktor dafür, ob er schwimmt oder sinkt.