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1. Die Erdanziehungskraft

Zu den Alltagserfahrungen von Grundschulkindern gehört es, dass Gegenstände nach „unten“, also senkrecht in Richtung zur Erdoberfläche hin fallen. Das gilt für schwere Gegenstände (Steine, Bücher, …) und auch für leichte Gegenstände wie z.B. eine Styroporfigur. Der Grund dafür ist, dass alle Gegenstände von der Erde durch die sogenannte Erdanziehungskraft (oft auch Gewichtskraft genannt) angezogen werden. Schwere Gegenstände werden stärker angezogen als leichte.

Warum können dann Gegenstände im Wasser schweben (Fische, U-Boote) oder steigen und an der Wasseroberfläche schwimmen? Die Erde zieht im Wasser immer noch nach unten in Richtung des Gewässergrundes bzw. des Gefäßbodens. Normal wäre es also, wenn alle Gegenstände auch im Wasser nach unten sinken würden. Was ist im Wasser anders und warum?

Führen wir zunächst einen einfachen Versuch aus. Zwei 1,5-Liter-Flaschen werden mit Wasser gefüllt und verschlossen. Eine davon wird in einen Eimer mit Wasser gestellt, so dass sie möglichst vollständig unter Wasser ist, die zweite steht außerhalb des Wassers. Nun werden beide ein paar Zentimeter angehoben. Sehr deutlich zu spüren ist, dass die Flasche im Wasser viel leichter anzuheben ist als die Flasche außerhalb. Das bedeutet, dass auf die Flasche im Wasser nicht nur die Erdanziehungskraft (Gewichtskraft) wirkt, die beide Flaschen gleich stark nach unten zieht, sondern durch das umgebende Wasser eine zusätzliche Kraft auf die Flasche wirkt, die nach oben gerichtet wirkt: Diese Flasche lässt sich deshalb ohne Anstrengung anheben. Die neue Kraft, die im Wasser nach oben wirkt, nennt man Auftriebskraft oder kürzer Auftrieb.

 


Abb. 1: Welche Flasche lässt sich leichter anheben bzw. scheint schwerer zu sein?