Wie viel Wasser wird verdrängt?

Wir haben uns die Frage gestellt, wie viel Wasser beim Untertauchen eigentlich verdrängt wird?

Das haben wir mit einem mit Wasser gefüllten Luftballon ausprobiert, der im Wasser schwebt (vgl. Experiment: "Schwimmen, Schweben, Sinken").

Wir benötigen:

• mit Wasser gefülltes Wasserbecken
• Kreppband
• wasserfesten Stift
• Luftballon
• Schere
• Trockentuch

Wie gehen wir vor?

Auf eine der äußeren Seiten des Wasserbeckens wird ein Streifen Kreppband geklebt. Auf diesem wird mit einem Stift der Wasserstand markiert.  Anschließend füllt ein Erwachsener  den Luftballon mit Wasser, ohne dass noch Luft im Luftballon verbleibt. Dann wird der Luftballon zugeknotet und das Restgummi oberhalb des Knotens abgeschnitten, damit das Ergebnis durch das Luftballongummi möglichst wenig beeinflusst wird. Jetzt wird der Luftballon ins Wasser gelassen.

Was wird beobachtet?

Wie erwartet taucht der Luftballon unter und schwebt direkt unterhalb der Wasseroberfläche. 

Beim Blick auf das Kreppband stellen die Kinder fest, dass der Wasserstand gestiegen ist. Der neue Wasserstand wird mit einem zweiten Strich markiert. Jetzt können die Kinder den Luftballon immer wieder aus dem Wasser nehmen und immer wieder erkennen wie der Wasserstand steigt und sinkt.

Wie viel Wasser wird durch den Luftballon verdrängt?

Das können wir ganz leicht feststellen, indem wir vorsichtig mit einer Schere ein Loch in den Luftballon schneiden/drücken und das Wasser ins Becken laufen lassen. (Achtung! Das Wasser kann auch schon mal danebengehen!) Langsam steigt der Wasserstand an und zwar ziemlich genau auf die Höhe des zweiten Striches. Es wurde also genauso viel Wasser verdrängt, wie sich im Luftballon befunden hat.

Fazit:

Alles was wir ins Wasser geben und untertaucht, verdrängt genau so viel Wasser wie es selber Raum einnimmt. Mehr geht nicht!

Jetzt können wir hier noch den Bogen zur Stärke der Auftriebskraft spannen. Bei diesem Experiment sind Auftriebskraft und Erdanziehungskraft gleich groß, sobald der Luftballon untergetaucht ist und im Wasser schwebt. Das ist immer genau dann der Fall, wenn die Gewichtskraft (Erdanziehungskraft) der verdrängten Wassermenge dem Eigengewicht des Körpers entspricht. Das ist für Kinder grundsätzlich schwer nachzuvollziehen. Aber dass die gleiche Menge Wasser gleich schwer sein muss, leuchtet auch den Kleinsten ein.

Und wenn das Gewicht der verdrängten Wassermenge nach dem Untertauchen nicht das Eigengewicht des Körpers erreicht hat, dann sinkt ein Körper bis auf den Grund.

Zurück zu Schwimmen und Sinken!