Warum schwimmen Schiffe

Bei leichten Dingen wie Papierbooten ist es gut vorstellbar, dass sie nicht untergehen. Aber warum schwimmen tonnenschwere Schiffe aus Stahl? Wir erklären es!

Warum schwimmen Schiffe? - Das Volumen macht's

Um diese Frage zu beantworten, muss man sich klarmachen, dass nicht jedes Objekt, das gleichviel wiegt, auch gleich gut schwimmt. Zum Beispiel bleibt ein aus Alufolie gefaltetes Boot an der Wasseroberfläche, während ein zusammengeknüllter Aluball hoffnungslos versinkt. Dabei ist das gefaltete Boot gleich schwer wie der Ball.

Es kommt also nicht nur auf das Gewicht, sondern auch auf das Volumen eines Gegenstandes an. Weil die Schiffe, die auf den Weltmeeren fahren, zwar schwer aber auch groß sind, gehen sie nicht unter.

Geschichtliches

Dieses Phänomen wird auch Verdrängung genannt und ist als erstes von Archimedes dokumentiert worden. Archimedes war ein griechischer Physiker und Mathematiker um das Jahr 250 v. Chr. Er stellte eine bestimmte Formel für die Verdrängung eines Gegenstandes auf. Diese besagt, dass die die Kraft, die den Körper nach oben treibt, genauso groß ist wie die Kraft, die den Körper schwer macht.

Diese Formel sieht wie folgt aus:

F = ρ⋅V⋅g

Dabei steht:
ρ für die Dichte, V für das Volumen und G für eine Gravitationskonstate (=9,81m/s²).

Archimedes hat außerdem entdeckt, dass Dinge immer genauso viel Wasser verdrängen, wie sie selber groß sind. Taucht man zum Beispiel einen hohlen Würfel in ein Wasserbad, wird die verdrängte Menge an Wasser genau in den Würfel passen. Und noch etwas: Dinge werden im Wasser um genau so viel leichter, wie die Menge des Wassers wiegt, das sie verdrängen.

Weshalb Schiffe nicht untergehen - wie ein Fisch im Wasser

Viele Knochenfische haben eine Blase, die sie gezielt mit Sauerstoff füllen oder ihn entleeren. Damit ändert sich ihre Dichte, die Fische können so ganz einfach steuern ob sie aufsteigen, schweben oder absinken ohne ihre Flossen zu bewegen. Knorpelfische wie die Haie haben keine solche Schwimmblase, deshalb müssen sie auch während des Schlafes mit den Flossen schlagen um nicht unterzugehen.