Entdecken Sie, wie die Dichte eines Objekts bestimmt, wie viel Wasser verdrängt wird und ob es schwimmfähig ist

Alle Arten von Objekten können unabhängig von ihrer Form oder Festigkeit im Wasser schwimmen. Ob ein Objekt flach oder spitz ist –
oder hohl –
oder fest – hat keinen Einfluss auf seine Fähigkeit, im Wasser zu schwimmen.
Was bestimmt, ob etwas im Wasser schwimmt oder sinkt?
Wenn ein Objekt in Wasser eindringt, drückt es Wasser heraus, um Platz für sich selbst zu schaffen. Das Objekt drückt ein Wasservolumen heraus, das seinem eigenen Volumen entspricht. Dies nennt man Verschiebung.
Wir beobachten Verschiebung, wenn wir ein Bad nehmen. Als wir in die Badewanne steigen, steigt der Wasserstand. Verdrängung tritt auf, wenn ein Objekt in Wasser eindringt.Zwei Kräfte wirken auf ein Objekt, wenn es ins Wasser eindringt: eine nach unten gerichtete Kraft, die Schwerkraft genannt wird, und eine nach oben gerichtete Kraft, die Auftrieb genannt wird.
Das Gewicht eines Objekts misst die nach unten gerichtete Schwerkraft, die auf es einwirkt.
Die Aufwärtskraft oder Auftriebskraft, die auf ein Objekt im Wasser wirkt, ist gleich dem Gewicht des vom Objekt verdrängten Wassers. Jedes Objekt, das sich im Wasser befindet, hat eine Auftriebskraft, die gegen die Schwerkraft drückt, was bedeutet, dass jedes Objekt im Wasser etwas an Gewicht verliert.
Wenn das Objekt eine Wassermenge verdrängt, die seinem eigenen Gewicht entspricht, ist die Auftriebskraft, die auf es einwirkt, gleich der Schwerkraft — und das Objekt schwimmt. Wenn das Objekt jedoch mehr wiegt als das Wasser, das es verdrängt, ist die auf es einwirkende Auftriebskraft geringer als die Schwerkraft und es sinkt.
Wie kompakt oder dicht gepackt ein Objekt ist, bestimmt, wie viel Wasser es verdrängt und ob es schwimmt oder sinkt. Diese Kompaktheit wird als Dichte bezeichnet.
Dichte ist Masse pro Volumeneinheit. Wenn ein Objekt kompakter oder dichter als Wasser ist, sinkt es in Wasser. Wenn die Dichte eines Objekts geringer ist als die Dichte von Wasser, schwimmt das Objekt im Wasser.
Dieses Stück Stahl ist dichter als Wasser. Wenn Stahl dichter ist als Wasser, warum schwimmt dann ein Stahlschiff? Ein Schiff schwimmt, wenn es Wasser verdrängen kann, das seinem eigenen Gewicht entspricht. Darüber hinaus besteht ein Stahlschiff nicht aus massivem Stahl. Es ist hohl und enthält viel Luft. Luft ist eine viel weniger dichte Substanz als Stahl.
Die Berechnung der Dichte eines Stahlschiffes mit der Formel „Dichte gleich Masse über Volumen“ sollte zeigen, dass das Stahlschiff weniger dicht als Wasser ist. Das Volumen des Schiffes ist so groß, dass sein Verhältnis von Masse zu Volumen geringer ist als das von Wasser. Die Auftriebskraft, die auf das Schiff drückt, ist gleich der Schwerkraft, die das Schiff nach unten zieht.
Deshalb schwimmt das Schiff.