Quiz: Wie Schiffe schwimmen und U-Boote tauchen
Archimedes, Ballasttanks und die Plimsoll-Linie: Lies, warum Stahlschiffe schwimmen, und beantworte dann zehn Fragen.
Warum Dinge schwimmen
Wenn man etwas ins Wasser legt, verdrängt es einen Teil des Wassers. Das Wasser drückt mit einer Kraft zurück nach oben, die so groß ist wie das Gewicht des verdrängten Wassers. Das ist das archimedische Prinzip, benannt nach dem antiken griechischen Gelehrten, der es der Legende nach in seiner Badewanne entdeckte.
Ist ein Gegenstand leichter als das Wasser, das er verdrängt, gewinnt der Auftrieb, und er schwimmt. Ist er schwerer, geht er unter.
Deshalb kommt es nicht nur darauf an, woraus etwas besteht, sondern auch auf seine Form. Ein Klumpen Stahl geht unter, doch Stahl, der zu einem hohlen Rumpf geformt ist, verdrängt viel Wasser und bleibt für seine Größe leicht.
Warum Stahlschiffe schwimmen
Der Rumpf eines Schiffs ist größtenteils mit Luft gefüllt. Insgesamt, Stahl und Luft zusammen, hat das Schiff eine geringere Dichte als Wasser. Deshalb schwimmt es, obwohl Stahl allein untergehen würde.
Je mehr Ladung ein Schiff trägt, desto tiefer liegt es im Wasser, denn es muss mehr Wasser verdrängen, um oben zu bleiben. Salzwasser hat eine höhere Dichte als Süßwasser, darum liegt ein Schiff auf dem Meer etwas höher als auf einem Fluss.
An der Bordwand von Schiffen ist eine Lademarke aufgemalt, oft Plimsoll-Marke genannt. Steigt das Wasser darüber, ist das Schiff überladen und nicht mehr sicher.
Wie U-Boote tauchen und auftauchen
Ein U-Boot kann selbst entscheiden, ob es schwimmt oder sinkt. Es hat große Ballasttanks. Zum Tauchen öffnet es Ventile und lässt Meerwasser einströmen. Dadurch wird es schwerer als das Wasser, das es verdrängt, und sinkt.
Zum Auftauchen bläst es Druckluft in die Tanks und presst das Wasser hinaus. Nun ist es wieder leichter und steigt.
Kleine Flossen, die Tiefenruder, helfen während der Fahrt, nach oben oder unten zu steuern. Nahe der Oberfläche kann die Besatzung durch ein Periskop schauen, ein Rohr mit Spiegeln oder Prismen, das über die Wellen hinausragt.