Schwimmen und Sinken am Beispiel „Schokolade“

Schwimmt oder sinkt ein Schokoladenhohlkörper im Vergleich zu einer Tafel Schokolade im Wasser?

Alltagsbezug zur Welt der Kinder

  • Kakao in kalter und in warmer Milch
  • schwimmende und sinkende Gegenstände in Gewässern
  • Luftkissenboote

 

Benötigte Materialien

  • Schüssel (zur besseren Beobachtung eignet sich eine Glasschüssel)
  • Wasser
  • Tafel Schokolade, schwerer als der Schokoladenhohlkörper
  • Schokoladenhohlkörper
  • Waage
  • Messer
  • Stift und Zettel

 

Die Versuchsabfolge

  • Schüssel zu 2/3 mit Wasser füllen
  • Tafel Schokolade und Schokoladenhohlkörper auspacken
  • Schokoladenhohlkörper wiegen, Gewicht notieren
  • Tafel Schokolade wiegen, Gewicht notieren
  • sichtbar wird, dass die Tafel Schokolade schwerer ist, als der Schokoladenhohlkörper
  • um einen Vergleich möglich zu machen, wir die Tafel Schokolade vorsichtig mit dem Messer abgeschnitten, so dass sie in etwa das gleiche Gewicht hat, wie der Schokoladenhohlkörper
  • Schokoladenhohlkörper und Tafel Schokolade ins Wasser legen und schauen, was passiert
  • Schokolade kann abgetrocknet und dann immer noch gegessen werden

 

Das steckt dahinter

Ob etwas im Wasser schwimmt oder sinkt, wird einerseits von der Dichte des Gegenstandes und andererseits von der Dichte des Wassers bestimmt. Das ist auch bei diesen beiden unterschiedlichen Schokoladenformen – Tafel und Hohlkörper – so, obwohl beide auf ein annähernd gleiches Gewicht gebracht werden.

Der Schokoladenhohlkörper schwimmt, wenn man ihn ins Wasser legt. Er hat einen großen (mit Luft gefüllten) Hohlraum, auf den sich das Gewicht verteilt. Die Tafel Schokolade geht hingegen im Wasser unter. Sie hat keinen großen Hohlraum. Das heißt, dass ihr Gewicht auf ihren „Raum“ bezogen, größer und die Schokoladentafel somit dichter ist. Im Vergleich hat nun der Schokoladenhohlkörper eine geringere Dichte als die Tafel Schokolade.

Die Dichte ist eine Eigenschaft des Materials. Umso dichter ein Gegenstand ist, umso mehr wiegt er und umso weniger Raum nimmt er dabei ein. Ist ein Gegenstand dichter als Wasser, sinkt er, ist er weniger dicht als Wasser, kann er schwimmen.

„Die „Dichte“ hat auch Eingang in unsere Alltagssprache gefunden: So lassen uns z. B. Busfahrer ‚dichter zusammenrücken‘, damit mehr Menschen in denselben Bus passen“, so das Haus der kleinen Forscher.[1]

 

Ideen zum Weiterforschen

  • Gegenstände mit deutlichen Gemeinsamkeiten und Unterschieden, wie Gewicht, Größe, Farbe, Form
  • Gegenstände, die nur aus einem einzigen Material bestehend, wie Stein, Wachs, Münzen, Styropor
  • Gegenstände, die aus dem gleichen Material bestehen, aber eine unterschiedliche Form haben, z. B. Knete

 

Forscherfragen

  • Wie unterscheiden sich die schwimmenden von den nicht schwimmenden Gegenständen?
  • Welche Eigenschaften sind dafür verantwortlich, ob etwas schwimmt oder sinkt?
  • Ändert sich das Schwimm- und Sinkverhalten, wenn ein Gegenstand gleichen Materials vergrößert oder verkleinert wird?

 

Die Termine für die Fortbildungen „Forschen zu Wasser in Natur und Technik“, „Forschen mit Luft“ sowie für alle weiteren Themen finden Sie in unserem Kalender unter www.jungforscher-thueringen.de.

 

[1] www.haus-der-kleinen-forscher.de/de/praxisanregungen/experimente-themen/wasser/experiment/schwimmt-es-oder-schwimmt-es-nicht abgerufen am 23.04.2019

10. April 2019