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Wasser – Auftrieb und Dichte

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Die Autor*innen
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Team Wissensdurst
Wasser – Auftrieb und Dichte
lernst du in der 3. Klasse - 4. Klasse

Grundlagen zum Thema Wasser – Auftrieb und Dichte

Inhalt

Wasserauftrieb für die Grundschule erklärt

Hast du schon einmal beobachtet, dass manche Gegenstände auf dem Wasser schwimmen und andere sinken? Das liegt am Wasserauftrieb. Wenn du wissen möchtest, wann ein Gegenstand schwimmt und wann ein Gegenstand sinkt, kannst du dir Folgendes merken:

  • Ein Gegenstand schwimmt auf dem Wasser, wenn er leichter oder genauso schwer ist wie das Wasser, das er verdrängt.
  • Ein Gegenstand sinkt, wenn er schwerer als das Wasser ist, das er verdrängt.

Es geht also um das Verhältnis zwischen der Menge an verdrängtem Wasser und dem Gewicht eines Gegenstands.

Ein Flaschenexperiment

Stell dir vor, du hast zwei leere Flaschen: Eine füllst du bis oben mit kleinen Steinen und die andere mit Watte. Anschließend legst du die Flaschen in die mit Wasser gefüllte Badewanne. Weißt du, was bei diesem Experiment passiert? Bedenke: Beide Flaschen sind gleich groß und verdrängen deshalb die gleiche Menge an Wasser – sie unterscheiden sich aber in ihrem Gewicht.

Genau: Die Flasche, die mit Steinen befüllt wurde, sinkt auf den Badewannenboden, denn sie ist schwerer als das verdrängte Wasser. Die mit Watte gefüllte Flasche schwimmt an der Wasseroberfläche, weil sie leichter ist, als das Wasser, das sie verdrängt.

Möchtest du noch mehr über Wasser wissen? Dann schau dir zum Beispiel das Video Zustandsformen Wasser in der Grundschule an – hier erfährst du, wie Wasser seine Form ändern kann.

Transkript Wasser – Auftrieb und Dichte

Jetzt aber wieder zurück zur Wanderung. Die Kinder haben nämlich gleich ihr Ziel erreicht: den Badesee. Erst einmal Füße kühlen und dann eine Flaschenpost losschicken. Die Flasche schwimmt, aber würde auch eine Flasche mit Sandfüllung schwimmen? Nein, die geht natürlich unter, aber warum eigentlich? Ein Gegenstand schwimmt dann auf Wasser, wenn er leichter ist als das Wasser, das er verdrängt. Ist ein Gegenstand schwerer als das Wasser, das er verdrängt, sinkt er. Wasser hat also noch eine Eigenschaft: Dinge können darauf schwimmen. Das können wir auch wieder selbst ausprobieren. Wir nehmen dazu einen Apfel und einen Schlüssel. Der Schlüssel wiegt 12 Gramm und wenn man ihn ins Wasser legt, dann verdrängt er so gut wie gar kein Wasser. Sein Gewicht ist schwerer als das Wasser, das er verdrängt, deshalb geht er unter. So und wie ist das bei einem Apfel? Der wiegt 183 Gramm, ist also viel schwerer. Doch er verdrängt auch sein komplettes Gewicht. Alles Wasser, was hinunterfließt, wiegt auch 183 Gramm. Der Apfel wird also vom Wasser getragen. Damit wir nicht untergehen, müssen wir aktiv schwimmen, aber bevor die Kinder das tun, fischen sie noch die Flaschen zurück, die sie hineingeworfen haben. Schließlich wollen sie ja in sauberem Wasser schwimmen.

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Wasser – Auftrieb und Dichte Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Wasser – Auftrieb und Dichte kannst du es wiederholen und üben.
  • Warum schwimmt der Apfel oben? Gib an.

    Tipps

    Der Apfel wiegt ungefähr 180 g, der Schlüssel wiegt etwa 10 g.

    Auch kleine Dinge können auf der Wasseroberfläche schwimmen.

    Ein Gegenstand schwimmt dann auf dem Wasser, wenn er leichter ist als das Wasser, das er verdrängt, oder genauso viel wiegt.

    Lösung

    Was für ein spannendes Experiment!

    • Der Schlüssel wiegt ungefähr 10 g. Er ist sehr klein und verdrängt deshalb nur sehr wenig Wasser. Diese kleine Wassermenge wiegt weniger als 10 g. Das ist der Grund, warum der Schlüssel untergeht.
    • Der Apfel wiegt etwa 180 g. Er ist viel schwerer als der Schlüssel und trotzdem schwimmt er oben. Wie kommt das? Durch seine runde Form verdrängt der Apfel viel mehr Wasser als der Schlüssel. All dieses verdrängte Wasser wiegt insgesamt 180 g. Der Apfel ist also genauso schwer wie das Wasser, das er verdrängt. Deshalb schwimmt er auf der Wasseroberfläche.

  • Warum schwimmen einige Dinge an der Wasseroberfläche und andere nicht? Beschreibe.

    Tipps

    Schwere Schiffe verdrängen sehr viel Wasser.

    Lösung

    Viele Schiffe werden aus Stahl gebaut und sind viele Tonnen schwer. Verstehst du, warum sie trotzdem auf der Wasseroberfläche schwimmen?
    Genau, sie verdrängen durch ihre Form sehr viel Wasser. All dieses verdrängte Wasser ist schwerer als das Schiff. Merke dir: Ein Gegenstand schwimmt dann auf dem Wasser, wenn er leichter ist als das Wasser, das er verdrängt. Ein Gegenstand, der auf die Wasseroberfläche gelegt wird, schwimmt auch, wenn er genauso schwer ist wie das verdrängte Wasser.

    Diese Regel müssen die Menschen, die im Schiffbau arbeiten, streng befolgen. Sonst entwerfen sie ein Schiff, das untergeht. Und das wäre ziemlich unpraktisch!

  • Wie funktionieren Schwimmflügel? Erkläre.

    Tipps

    In Schwimmflügeln ist sehr viel Luft. Luft ist leichter als Wasser.

    Ein Kind ohne Schwimmflügel ist ungefähr genauso schwer wie mit Schwimmflügeln. Das liegt daran, dass Schwimmflügel fast nichts wiegen.

    Lösung

    Jetzt weiß Tim Bescheid!
    Schwimmflügel sind mit Luft gefüllt und Luft ist viel leichter als Wasser. So kommt es, dass ein Kind mit Schwimmflügeln fast genauso viel wiegt wie ohne Schwimmflügel. Der entscheidende Unterschied ist aber, dass die Schwimmflügel mehr Wasser verdrängen!
    So bleibt der Oberkörper des Kindes über Wasser. Eine ganz schön gute Erfindung, oder? Trotzdem ist Tim stolz, dass er keine Schwimmflügel mehr braucht. Er ist ein super Schwimmer.

  • Was passiert, wenn du diese Gegenstände in einem Eimer Wasser auf den Boden drückst und wieder loslässt? Bestimme.

    Tipps

    Ein Gegenstand schwimmt genau dann, wenn er leichter ist als das Wasser, das er verdrängt.

    Lösung

    In dieser Aufgabe musstest du dir die Gewichtsangaben genau ansehen. Denn: Ein Gegenstand schwimmt genau dann, wenn er leichter ist als das Wasser, das er verdrängt.
    Von den drei Gegenständen schwimmt der Korken und die Tomate an der Oberfläche. Das liegt daran, dass sie leichter sind als das Wasser, das sie verdrängen.

  • Welche Gegenstände schwimmen, wenn man sie auf die Wasseroberfläche legt? Bestimme.

    Tipps

    Ein Gegenstand schwimmt auf dem Wasser, wenn er leichter oder genauso schwer ist wie das Wasser, das er verdrängt.

    Die Flasche mit Sand ist viel schwerer als die Flaschenpost.

    Der Apfel wiegt 183 g.
    Das Wasser, das er verdrängt, wiegt 183 g.

    Lösung

    Ein Gegenstand schwimmt auf dem Wasser, wenn er leichter oder genauso schwer ist wie das Wasser, das er verdrängt.
    Aber wie kommt es, dass die Flasche einmal schwimmt und einmal nach unten sinkt? Beide Flaschen haben doch die gleiche Form.
    Im Vergleich zu dem von ihr verdrängten Wasser ist die Flaschenpost leichter und die Flasche mit dem Sand schwerer als das verdrängte Wasser. So kommt es, dass die Flaschenpost oben schwimmt und die Flasche mit dem Sand hinunter sinkt.

  • Wann schwimmt die Flasche, wann sinkt sie? Bestimme.

    Tipps

    Egal, was in der Flasche drin ist: Die Flasche verdrängt immer gleich viel Wasser, wenn Eli und Jan sie unter Wasser drücken.

    Das verdrängte Wasser wiegt etwa 1 kg.

    Findest du eine leere Plastikflasche in der Küche?
    Befülle sie mit den Materialien und wiege sie.

    Denk an den Merksatz: Ein Gegenstand schwimmt dann auf dem Wasser, wenn er leichter ist als das Wasser, das er verdrängt.

    Eine 1-Liter-Flasche, die zur Hälfte mit Wasser gefüllt ist, wiegt 500 g.

    Lösung

    Auch Eli und Jan haben ihre Vermutungen aufgeschrieben. Sie kennen sich schon richtig gut aus mit schwimmenden Gegenständen. Sie wissen, dass die Flasche immer gleich viel Wasser verdrängt, wenn sie sie unter Wasser drücken. Das liegt daran, dass sich die Form der Flasche nicht ändert. Das verdrängte Wasser wiegt etwa 1 kg.
    Eli erinnert sich daran, dass Gegenstände immer dann an der Wasseroberfläche schwimmen, wenn sie leichter sind als das Wasser, das sie verdrängen. Das bedeutet, die Flasche schwimmt immer dann oben, wenn sie mit Füllung leichter ist als 1 kg.

    • Die leere Flasche ist sehr leicht. Sie wiegt nur ein paar Gramm. Das ist weniger als 1 kg, die leere Flasche schwimmt also.
    • Die Flasche mit Sand wiegt mehr als 1 kg, die Flasche mit Sand sinkt also.
    • Die halb mit Wasser gefüllte Flasche wiegt weniger als 1 kg, die Flasche mit dem Wasser schwimmt also.
    • Die Flasche mit der Watte ist sehr leicht. Sie ist leichter als 1 kg, die Flasche mit der Watte schwimmt also.
    • Die Flasche mit den Steinen wiegt mehr als 1 kg, die Flasche mit den Steinen sinkt also.

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