Lösung d-0001

Grundversuch

Die Materialien Holz, Styropor und Kork wurden getestet. Alle drei schwammen auf der Wasseroberfläche, wobei Styropor am wenigsten und Holz am meisten ins Wasser einsank. Nach Hinzufügen von Nägeln begann jedes Material tiefer ins Wasser einzutauchen. Der Kork schwamm dennoch stabil, selbst bei mehreren Nägeln. Styropor sank etwas stärker ein, behielt aber Auftrieb. Bei genügend Nägeln konnte das Holz schließlich komplett untergehen.

Versuchsvarianten (einfach)

• Materialien untersuchen: Holz und Styropor tauchten nach dem Untertauchen wieder an die Oberfläche auf, während Metall sofort sank und nicht mehr auftauchte.
• Größenvergleich: Größere Styroporstücke sanken etwas weniger ein als kleinere, da der Auftrieb proportional zur verdrängten Wassermenge anstieg.

Versuchsvarianten (Experten)

• Verschiedene Flüssigkeiten: In Salzwasser sanken alle Materialien weniger tief ein als in normalem Wasser, da die höhere Dichte des Salzwassers mehr Auftrieb erzeugte. In Öl sanken sie etwas tiefer ein als in Wasser. In Alkohol, mit seiner geringeren Dichte, sanken die Körper tiefer ein.
• Messung der Eintauchtiefe: Ein Reagenzglas wurde schrittweise mit Bleikugeln gefüllt. Die gemessene Eintauchtiefe zeigte eine lineare Abhängigkeit von der Anzahl der Bleikugeln. Extrapoliert auf null Bleikugeln ergab sich eine Eintauchtiefe von etwa 1 cm. Das Reagenzglas sank bei 50 Kugeln vollständig unter Wasser.

Grundversuch

Eine Tintenpatrone wurde mit Sand gefüllt und verschlossen, bis sie gerade noch an der Wasseroberfläche schwamm. Als die gefüllte Patrone in eine mit Wasser gefüllte Plastikflasche gelegt wurde, sank sie beim Zusammendrücken der Flasche und stieg wieder auf, sobald der Druck nachließ. Der Grund ist die Kompression der Luft im Röhrchen, die die Dichte erhöht und den Auftrieb verringert.

Versuchsvarianten (Experten)

• Verschiedene Füllmaterialien: es wurde immer die gleiche Masse an Material eingefüllt, nur das Volumen der eingeführten Stoffe war deutlich unterschiedlich. Dies liegt natürlich an der unterschiedlichen Dichte der Stoffe.