Haben Sie sich jemals gefragt, warum feste Gegenstände auf der Wasseroberfläche schwimmen? Man legt einen Korken ins Wasser, und er schwimmt. Legt man hingegen eine Nähnadel oder einen Stein ins Wasser, sinken diese, obwohl sie kleiner sind als der Korken. Welche Faktoren bewirken, dass ein fester Gegenstand auf der Wasseroberfläche schwimmt?
Die Schwerkraft der Erde wirkt auf jeden Körper an der Erdoberfläche; daher erfährt jeder Körper mit Masse eine Schwerkraft. Ist die Gewichtskraft (w) eines festen Körpers kleiner als die Auftriebskraft (F<sub> A</sub> ) des Wassers, so steigt der Körper beim Eintauchen in Wasser nach oben und schwimmt an der Wasseroberfläche.
Gegenstände bewegen sich nach oben und schwimmen auf der Wasseroberfläche, weil auf den Gegenstand eine Gesamtkraft bzw. resultierende Kraft nach oben wirkt, wobei die Größe der Gesamtkraft = Auftriebskraft – Schwerkraft.
Beschreibung: ρ = Massendichte, g = Erdbeschleunigung, VBenda = Volumen eines in Wasser eingetauchten Objekts (alle Teile des Objekts sind in Wasser eingetaucht), P = Druck, A = Oberfläche, m = Masse des Objekts.
Aus dieser Gleichung lässt sich schließen, dass die Bewegungsrichtung eines in Wasser eingetauchten Objekts ausschließlich von der Dichte des Objekts und der Dichte des Wassers abhängt. Ist die Dichte des Wassers größer als die Dichte des Objekts, so steigt das Objekt nach dem Eintauchen auf (es schwimmt).
Wenn ein Objekt auf der Wasseroberfläche schwimmt, muss die Größe der Auftriebskraft gleich der Größe des Gewichts des Objekts sein, damit die resultierende Kraft null ist und sich das Objekt im statischen Gleichgewicht befindet (das Objekt ruht).
Beschreibung: ρ = Dichte, v₁ = Volumen des in Wasser eingetauchten Objekts, v₂ = Gesamtvolumen des Objekts
Wenn ein Gegenstand auf der Wasseroberfläche schwimmt, wird sein Volumen im Wasser durch das Volumen des Gegenstands und das Verhältnis der Dichte des Wassers zur Dichte des Gegenstands bestimmt. Schwimmt der Gegenstand auf der Oberfläche einer anderen Flüssigkeit als Wasser, wird die Dichte des Wassers durch die Dichte der Flüssigkeit ersetzt.
