Wieso schwimmen Schiffe?
Die Physik ist zu erstaunlichen Dingen im Stande, die wir Menschen uns nur sehr schwer vorstellen können. Vielleicht haben Sie sich schon einmal gefragt, wieso schwimmen Schiffe? Besonders die riesigen Schiffe aus Metall die tausende Tonnen wiegen und über das Wasser gleiten, als gäbe es nichts Einfacheres und das obwohl ein einfaches leichtes Sandkorn sofort untergeht, wenn man es ins Wasser taucht. Auch andere leichte Objekte gehen recht schnell unter, oder treiben nur für kurze Zeit an der Oberfläche. Dabei lässt sich dieses Phänomen recht einfach erklären und ist für jeden nachvollziehbar.
Das Geheimnis des Auftriebs
Die Form
Wieso schwimmen Schiffe? Eines der wichtigsten Aspekte, damit ein Schiff überhaupt schwimmen kann, ist die Form. Eine richtige Form hilft dabei ein Schiff stabil zu halten, besonders wenn es fahren soll. Ein Floß zum Beispiel kann aufgrund seiner Größe und Fläche zwar schwimmen, hält sich auf unruhigen Wasser aber kaum an der Oberfläche, beziehungsweise stabil auf dieser. Darum sind Schiffe auch anders aufgebaut. In der Regel besitzt jedes Schiff einen Rumpf, der sich unter der Wasseroberfläche aufhält. Sie befinden sich also nicht auf der Oberfläche selbst, sondern darin. Ein Blatt Papier kann sich zum Beispiel auf der Oberfläche halten, doch sobald das Papier diese durchdringt, wird es einfach untergehen. Wieso passiert das dann nicht bei Schiffen, deren Rümpfe sich ja unter Wasser befinden?
Das Volumen
Also, wieso schwimmen Schiffe?
Die Antwort liegt in der Auftriebskraft und in der Verdrängung. Ein schweres Objekt geht unter, sobald dessen Gewichtskraft größer ist, als die Auftriebskraft des Wassers. Dabei spielt, wie bereits gesagt, auch die Form eine Rolle. Nehmen wir eine Kugel von einem Kilo Gewicht, so geht diese sofort unter. Nimmt man das selbe Gewicht und hat einen flacheren Körper, wird dieser, wenn auch nicht sofort, untergehen. Formen wir ein kleines Schiff, das einen Kilo wiegt, wird es schwimmen. Das Geheimnis liegt im Volumen. Das heißt, sobald man die Ausdehnung erhöht, senkt man die Gewichtskraft. Das Gewicht hat eine größere Fläche, auf der es sich verteilen kann. Diese Ausdehnung schiebt das Wasser einfach zur Seite und nutzt den Auftrieb, um nicht unter zu gehen. Im Prinzip muss man einfach mehr Volumen nutzen, um größere und schwere Schiffe zu nutzen.
Die Verdrängung
Die Verdrängung sorgt dafür, dass die Gewichtskraft geringer ist, als die Auftriebskraft. Erst wenn das Gewicht, das auf einen Punkt konzentriert ist, niedriger ist, als der Auftrieb, kann ein Objekt schwimmen. Je mehr also ein Schiff verdrängt, desto besser hält es sich über Wasser, selbst wenn der Rumpf im Wasser ist. Natürlich geht das nur bis zu einer bestimmten Größe, da das Volumen immer mehr werden muss, um auch Personen und Fracht laden zu können.
Fazit
Auf die Frage, wieso schwimmen Schiffe, gibt es im Prinzip eine einfache Antwort. Je mehr Wasser ein Objekt zur Seite verdrängt, also wegschiebt, desto besser kann es schwimmen. Je mehr Volumen ein Rumpf hat, desto mehr Gewicht kann es tragen.
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