Dichte: Schwimmen & Sinken

Wirf einen Eiswürfel in dein Getränk: Er schwimmt oben. Ein Stein am See geht sofort unter, und ein Tropfen Öl legt sich auf das Wasser. Ob etwas schwimmt oder sinkt, ist kein Zufall, sondern eine Frage der Dichte. Und die kannst du selbst ausrechnen.

Was ist Dichte?

Die Dichte sagt dir, wie viel Masse in einem bestimmten Volumen steckt: Dichte = Masse geteilt durch Volumen. Gemessen wird sie oft in g/cm³. Ein Würfel aus Wasser mit 1 cm Kantenlänge wiegt 1 g, Wasser hat also die Dichte 1,0 g/cm³. Ein gleich großer Würfel aus Stahl wiegt fast 8 g, sein Material ist dichter gepackt. Die Formel lässt sich auch umstellen: Kennst du Dichte und Volumen, ist die Masse gleich Dichte mal Volumen. Kennst du Dichte und Masse, ist das Volumen gleich Masse geteilt durch Dichte.

Die 1,0 entscheidet

Vergleiche einfach mit Wasser: Ist die Dichte eines Körpers kleiner als 1,0 g/cm³, schwimmt er. Ist sie größer, sinkt er. Holz mit 0,6 g/cm³ schwimmt, ein Stein mit 2,5 g/cm³ sinkt. Öl hat etwa 0,9 g/cm³ und legt sich deshalb oben auf das Wasser.

Warum schwimmt ein Stahlschiff?

Stahl hat eine Dichte von fast 8 g/cm³ und müsste eigentlich sinken. Der Trick ist die Form: Der Schiffsrumpf ist innen hohl und schließt sehr viel Luft ein. Rechnet man Stahl und Luft zusammen, ist die mittlere Dichte des ganzen Schiffs kleiner als 1,0 g/cm³, und darum schwimmt es. Bekommt das Schiff ein Leck und läuft voll Wasser, geht dieser Vorteil verloren.