1 Übersicht
Inhalt des Kurses
Du weißt nun schon, dass Wasser aus Teilchen besteht, Gewicht hat und Platz braucht. In diesem Kurs kannst du mit Experimenten und Erklärvideos herausfinden, was für Physiker*innen Schwimmen und Sinken ist und ob du darunter dasselbe verstehst. Du erfährst, wie schwere Baumstämme schwimmen und ultraleichte Nägel trotzdem untergehen können.
Vorkenntnisse
Für diesen Kurs brauchst du keine Vorkenntnisse.
Kursdauer
Der Kurs dauert ca. ½ Stunde. Wenn du die Experimente selbst ausprobierst, etwas länger.
2 Problemstellung
Wenn du gefragt wirst, was schwimmt und was nicht, wirst du wahrscheinlich sagen, dass schwere Gegenstände untergehen und leichte Dinge schwimmen. Wie ist es aber nun mit einem großen Baumstamm? Der ist auch richtig schwer, geht aber nicht unter.
Was glaubst du? Warum können auch schwere Dinge nicht untergehen? Versuch die Frage mit Hilfe deiner bisherigen Erfahrungen zu beantworten. Notiere deine Gedanken dazu
Wenn dir nichts dazu einfällt, mach mit den Experimenten weiter.
3 Experimente
Mach die folgenden Experimente oder/und schau dir das Video zu "Schwimmen oder Sinken 2" an.
Material:
kleine Glasflasche, kleiner Korken, Steinchen, Plastikstück, kleiner Nagel, Stück Holz (Zahnstocher), Mini–Alukugel
Anleitung:
Fülle die kleine Glasflasche fast ganz voll mit Wasser.
Gib nun die verschiedenen Materialien vorsichtig in das Wasser.
Achte genau auf die endgültige Position der Materialien.
Notiere deine Beobachtungen.
Trockne die Materialien gut ab.
Material:
kleine Glasflasche, Öl, kleiner Korken, Steinchen, Plastikstück, kleiner Nagel, Stück Holz (Zahnstocher), Mini-Alukugel, Pipette
Anleitung:
Fülle das Glas zunächst zur Hälfte mit Wasser.
Fülle vorsichtig das Öl dazu (ca. 2 cm). Warte anschließend, bis die Flüssigkeiten gut voneinander getrennt sind.
Gib nun die verschiedenen Materialien vorsichtig in die Flüssigkeit.
Achte genau auf die endgültige Position der Materialien.
Drücke die Dinge, die am Wasser oder Öl schwimmen, mit Hilfe eines Zahnstochers oder der Pipette hinunter.
Notiere deine Beobachtungen.
Sauge nun mit der Pipette (aus dem Glas) das Öl ab und sammle es mit anderem Altöl.
Wasche die Materialien gründlich mit Spülmittel, so dass Ölreste sich vom Glas lösen. Trockne sie gut ab.
4 Hypothesen
Bei den Experimenten hast du gesehen, dass das Stück Holz am Öl schwimmt, die Alukugel und das Stück Plastik im Wasser schwimmen, im Öl aber untergehen. Das Steinchen und der kleine Nagel sind in beiden Flüssigkeiten untergegangen. Die Dinge sind zwar alle sehr leicht, manche wie das Steinchen und der Nagel, gehen aber trotzdem unter.
Was glaubst du? Wieso schwimmen einige Dinge und andere nicht? Hast du Ideen, warum das so sein könnte? Notiere dir deine Hypothesen.
5 Erklärung
Lies dir die Erklärung durch oder/und schau dir das Erklärvideo und die Animation an.
Durch das Experiment weißt du, dass einige Dinge auf Wasser oder Öl schwimmen, zum Beispiel jene aus Holz oder Kork. Vielleicht bist du zu dem Schluss gekommen, dass es vom Material und von der Flüssigkeit abhängt, ob ein Körper schwimmt oder nicht.
Damit liegst du vollkommen richtig. Damit man aber nicht eine lange Liste von Materialien machen muss, damit man weiß, ob etwas schwimmt oder nicht, haben Physiker*innen die Dichte eingeführt. Jedes Material hat eine bestimmte Dichte.
Die Dichte kannst du dir so vorstellen: Liegen die Teilchen eines Materials sehr nahe aneinander, hat er eine große Dichte. Sind die Abstände zwischen den Teilchen größer, hat er eine geringere Dichte.
Das Holz schwimmt also am Wasser, weil Holz eine geringere Dichte hat als Wasser. Der Nagel hat eine größere Dichte als Wasser, geht daher unter. Das Plastikstück hat eine geringere Dichte als Wasser und schwimmt am Wasser. Plastik hat aber eine größere Dichte als Öl und geht daher im Öl unter.
Deswegen gehen auch ultraleichte Nägel im Wasser unter und schwere Baumstämme schwimmen.
6 Zusammenfassung
Das Wichtigste in aller Kürze:
Jedes Material hat verschiedene Dichten. Dichte meint, wie nah die Teilchen eines Materials aneinander liegen. Vergleichst du die Dichte der Flüssigkeit mit der Dichte des Gegenstands, kannst du sagen, ob der Gegenstand schwimmt oder sinkt.
Was würdest du, nachdem du die Erklärungen gelesen hast, an deinen Hypothesen ändern? Notiere es.
