Was verdrängt mehr Wasser, Eisen oder Gold?

Gold oder Eisen: Wer verdrängt mehr Wasser? – Ein Tauchgang in die Physik

Die Frage, ob Eisen oder Gold mehr Wasser verdrängt, führt oft zu Verwirrung. Intuitiv könnte man meinen, das schwerere Gold verdränge mehr Wasser. Doch diese Annahme greift zu kurz und vernachlässigt ein grundlegendes Prinzip der Physik: den Archimedischen Grundsatz.

Dieser besagt, dass ein Körper, der in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, eine Auftriebskraft erfährt, die gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit ist. Die entscheidende Größe ist also nicht die Masse des eingetauchten Körpers (Eisen oder Gold), sondern das Volumen, welches er im Wasser verdrängt.

Gold (mit einer Dichte von ca. 19,3 g/cm³) ist deutlich dichter als Eisen (mit einer Dichte von ca. 7,87 g/cm³). Das bedeutet: Ein bestimmtes Gewicht an Gold nimmt ein deutlich kleineres Volumen ein als dasselbe Gewicht an Eisen.

Stellen wir uns nun zwei Körper gleichen Volumens vor: einen aus Eisen und einen aus Gold. Beide werden vollständig ins Wasser getaucht. Da das Volumen identisch ist, verdrängt beide Körper die gleiche Menge an Wasser. Der Goldkörper wird dabei natürlich ein deutlich höheres Gewicht aufweisen.

Umgekehrt betrachtet: Nehmen wir an, wir haben zwei Körper mit gleichem Gewicht, einen aus Eisen und einen aus Gold. Der Goldkörper wird aufgrund seiner höheren Dichte ein viel kleineres Volumen besitzen. Daher wird der Eisenkörper, der ein größeres Volumen einnimmt, mehr Wasser verdrängen als der Goldkörper.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die Aussage "Gold verdrängt mehr Wasser" ist nur dann richtig, wenn man gleiche Volumina vergleicht. Vergleicht man gleiche Massen, verdrängt Eisen mehr Wasser. Die scheinbare Paradoxie löst sich auf, sobald man die Dichte und das damit verbundene Volumen in die Betrachtung einbezieht. Es ist nicht das Gewicht, sondern das verdrängte Volumen, welches die Wasserverdrängung bestimmt und der Archimedische Grundsatz erklärt dieses Phänomen präzise.