Warum schwimmt ein Schiff: Ursache und Gründe
Hast du schon einmal eine Kreuzfahrt gemach?
Verblüffend ist die Tatsache, dass diese Schiffe mehrere tausend Tonnen wiegen.
Da stellt sich die Frage:
Warum schwimmt ein Schiff überhaupt?
Oder -Wieso geht das Schiff bei diesem Gewicht nicht unter?
Als Kind dachte ich immer, weil Schiffe aus Holz sind.
Und Holz schwimmt nun einmal, oder?
Als ich jedoch die ersten Stahlschiffe im Fernsehen und im Meer sah, war mein Glaube dahin.
Aber auch Holz schwimmt, genauso wie jeder andere Stoff – wenn dieser gewisse Voraussetzungen erfüllt.
Denn die Antwort liegt in der sogenannten Auftriebskraft.
Was das genau ist, erfährst du in diesem Artikel.
Im Wasser bekommt das schwimmende Schiff einen Auftrieb
Es wird nach oben gedrückt und dadurch getragen.
Im Prinzip geht es nur um Verdrängung.
Wird mehr Wassergewicht verdrängt als getragen werden muss – wirken Kräfte, welche das Schiff oder das Holz nach oben drücken.
Es ist doch so….
Das Wasser umschließt den zutragenden Schiffsrumpf.
Und somit wirken die Wasserkräfte von der Seite und halten von unten.
Alle Kräfte zusammen wirken nach oben und drücken das Schiff oder auch ein Paddelboot an die Wasseroberfläche.
Hier am Beispiel…
Stell dir einmal vor – Du hättest ein Aquarium und die Frontscheibe würde sich lösen.
Jetzt müsstest du mit einer gewissen Kraft dagegen drücken, um das Wasser dennoch im Aquarium zu halten.
Diese Kraft wäre so groß, wie das Gewicht des Wassers – welches gegendrückt.
Halten wir fest…
Durch das Wassergewicht entstehen somit Druck bzw. Wasserkraft.
Und angenommen ein Schiff wiegt 10.000 Kilogramm.
Dann muss es beim Schiffsgang, wenn es ins Wasser gelassen wird, mindestens 10.001 Kilogramm verdrängen.
Ansonsten gibt es ein Ungleichgewicht, welches das Schiff sinken lässt.
Somit wird klar…
Dass ein Schiff einen ganz besonderen Rumpf haben muss.
Und dabei ist es egal, ob das Schiff aus Metall, Plastik oder Holz besteht.
Es muss mit einer gewissen Tiefe in das Wasser eindringen und gleichzeitig so flach sein, dass es besonders viel Wasser verdrängt.
Deshalb sind die Schiffsrümpfen unten etwas spitzer gebogen und werden dann nach oben hin immer breiter.
Somit wird eine gewisse Eindringtiefe erreicht und gleichzeitig wird durch die Breite, eine gewisse Wassermasse verdrängt.
Umso optimaler das Verhältnis zwischen Tiefe mal Breite ist, umso mehr Wasservolumen wird verdrängt.
Das verdrängte Wasservolumen und deren Gewicht muss somit immer größer sein, als das Schiffsvolumen und deren Gewicht.
Das Verhältnis zwischen Volumen und Gewicht nennt man Dichte.
Dieses Naturgesetz siehst du auch bei aufsteigendem Wasserdampf oder Helium-Luftballons.
Dadurch, dass die Dichte der Gase geringer sind – als jene der umgebenden Luft – steigen sie nach oben.
Wieso sinken Schiffe dann trotzdem?
Falls du dich in Physik und Chemie auskennst…
Dann weißt du sicherlich, dass ein Metall – eine größere Dichte hat, als Wasser.
Aber das Schiff besteht schließlich nicht nur aus Metall.
Würde das ganze Schiff, von oben bis unten, aus Metall bestehen – würde es sofort sinken.
Denn dann wäre es zu schwer für das Wasser.
Die Dichte, das Verhältnis zwischen Gesamtvolumen und Masse, wäre gegenüber dem Wasser eindeutig größer.
Aber ein Schiff besteht nicht vollkommen aus Metall.
Denn eigentlich besteht nur die äußere Hülle aus Metall.
Die Zimmer sind mit Holz verziert, in den Zwischenräumen von oben nach unten ist jede Menge Luft.
Und Luft hat natürlich eine viel kleinere Dichte, als Wasser.
Wenn jetzt irgendwann ein Loch ins Schiff gelangt, füllen sich die Zwischenräume – in denen noch Luft war, mit Wasser.
Dadurch steigt das Gewicht enorm an.
Das Gesamtvolumen des Schiffes bleibt aber gleich.
Somit erhöht sich die Dichte (Verhältnis zwischen Volumen und Gewicht) des Schiffes und wird irgendwann die Dichte des verdrängten Wassers überschreiten.
Die Konsequenz ist, dass es dadurch sinken wird.
Ebenfalls denkbar ist, dass die Lufträume des Schiffes mit bestimmten Dingen oder Menschen zugestellt werden.
Das Gesamtvolumen des Schiffes bleibt dann immer noch das Gleiche.
Aber das Gesamtgewicht steigt natürlich an.
Zwar wird es dann mehr Wasser verdrängen und dadurch sicherlich nicht gleich sinken.
Aber falls es dann zu einem Ungleichgewicht zwischen Wasser und Schiff kommt, gilt es überladen und könnte ebenfalls sinken.
Kurzum:
Solange das Schiff mehr Wassergewicht verdrängt, als es Eigengewicht hat – wird es schwimmen und nicht sinken.
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