Mit Wasser lassen sich interessante Entdeckungen machen, das bestätigte Archimedes, der bedeutendste Naturwissenschaftler der Antike. In einer Wanne eines öffentlichen Badehauses sitzend, soll er das Prinzip des Auftriebs entdeckt und sogleich einen Verwendungszweck: das Prüfen einer goldenen Krone auf ihren Goldgehalt, begriffen haben. Archimedes beobachtete nämlich, wie das Badewasser in der Wanne anstieg, als er eintauchte.
Ihm wurde auch klar, dass er nur so viel Wasser verdrängte wie sein eigener Körper an Volumen ausfüllte. Liese man die Wanne also randvoll laufen und tauchte dann ein, so müsste das verdrängte Wasser überlaufen – man könnte es auffangen und nachmessen. „Heureka, Heureka“ – griechisch „Ich habs – Ich habs gefunden“ und lief sogleich nur mit einem Handtuch bedeckt durch die Straßen nach Hause – so jedenfalls behauptet die Sage.
Bei seinen folgenden Experimenten fand Archimedes heraus, dass die Versuchskörper scheinbar leichter wurden, wenn sie sich im Wasser befanden. Er folgerte, dass dies nur vom Schweredruck des Wassers herrühren konnte. Er entsteht durch die Gewichtskraft des Wassers. Dieser Schweredurck wirkt von unten gegen den eingetauchten Gegenstand, der Forscher bezeichnete diese Kraft als Auftrieb. Der Auftrieb entspricht immer dem Gewicht, der von ihm verdrängten Flüssigkeitsmenge, dieses Gesetz des hydrostatischen Auftriebs nennt man das Archimedische Prinzip.
Der Auftrieb ist bei jedem Körper unterschiedlich groß, denn er hängt von der Dichte des Körpers und von seinem Volumen ab. Auch Schiffe und Unterseeboote nutzen den Auftrieb zum schwimmen. Schiffe tauchen nur soweit in das Wasser ein, dass ihr ihr Eigengewicht genau dem Gewicht des verdrängten Wassers entspricht. Wird ein Schiff überladen, übersteigt sein Gesamtgewicht also das Gewicht des größtmöglichen verdrängten Wassermenge geht es unter. Besonders interessante Beispiele des Zusammenwirkens von Schwere und Auftrieb sind Unterseeboote. In deren völlig dicht abgeschlossenen Bootskörpern sich besondere Hohlräume befinden – die Tauchtanks. Je nachdem wie viel Wasser sich in ihnen befindet, kann das U-Boot sinken, steigen, schwimmen oder schweben.
Bemerkenswertes: So kommt ein Fisch nach oben
Das Prinzip des Auftriebs wird auch in der Natur genutzt, mit der Schwimmblase vieler Fische. Sie ist ein Luftgefüllter Hohlraum der den Auftrieb reguliert. Fische können die Größe ihrer Schwimmblase verändern. Ist sie groß – enthält sie also viel Luft – so bekommen die Fische Auftrieb, die Fische werden in der schwebe gehalten oder steigen auf. Bei kleiner Schwimmblase sinken sie.
Links:
Der Auftrieb (wiki)
Archimedes (wiki)
