Wie viel leichter sind Sachen unter Wasser?

Die Schwerelosigkeit unter Wasser: Warum alles leichter erscheint

Das Gefühl der Schwerelosigkeit unter Wasser ist für viele Taucher und Schwimmer faszinierend und befreiend. Es ist, als ob die Gesetze der Schwerkraft für einen Moment außer Kraft gesetzt werden. Doch woher kommt diese Empfindung der Leichtigkeit und wie viel leichter sind Dinge tatsächlich unter Wasser?

Die Antwort liegt im archimedischen Prinzip, einem fundamentalen Gesetz der Physik, das besagt: Ein Körper, der in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, erfährt eine Auftriebskraft, die gleich dem Gewicht der von ihm verdrängten Flüssigkeit ist.

Was bedeutet das konkret?

Stellen wir uns einen Stein vor, der ins Wasser geworfen wird. Der Stein verdrängt ein gewisses Volumen an Wasser. Dieses verdrängte Wasser hat ein Gewicht. Die Auftriebskraft, die auf den Stein wirkt, ist genau dieses Gewicht des verdrängten Wassers. Diese Kraft wirkt entgegen der Schwerkraft, die den Stein nach unten zieht.

Wie wirkt sich das auf das Gewicht aus?

Das Gewicht eines Objekts unter Wasser ist also nicht mehr sein tatsächliches Gewicht, sondern sein “scheinbares Gewicht”. Dieses scheinbare Gewicht ergibt sich aus der Differenz zwischen der Schwerkraft, die nach unten zieht, und der Auftriebskraft, die nach oben drückt.

Wie viel leichter sind Dinge wirklich?

Der Grad der Gewichtsreduktion hängt von zwei Faktoren ab:

• Das Volumen des Objekts: Je größer das Volumen, desto mehr Wasser wird verdrängt und desto größer ist die Auftriebskraft.
• Die Dichte des Objekts: Je dichter das Objekt (also je mehr Masse es pro Volumeneinheit hat), desto weniger wird es im Verhältnis zu seiner Masse vom Auftrieb beeinflusst.

Ein konkretes Beispiel:

Nehmen wir an, ein Taucher trägt eine Bleiweste von 5 kg an Land. Die Bleiweste ist relativ kompakt. Unter Wasser verdrängt die Weste zwar auch Wasser, aber da Blei eine sehr hohe Dichte hat, ist die Auftriebskraft im Verhältnis zum Gewicht der Weste gering. Die Bleiweste fühlt sich unter Wasser vielleicht nur etwas leichter an, sagen wir 4 kg.

Im Gegensatz dazu fühlt sich ein großer aufblasbarer Ball unter Wasser fast schwerelos an. Das liegt daran, dass der Ball ein großes Volumen hat, also viel Wasser verdrängt, aber wenig Masse besitzt. Die Auftriebskraft ist daher viel größer als die Schwerkraft, die auf den Ball wirkt.

Die Bedeutung für das Tauchen und andere Wassersportarten:

Das Verständnis des Auftriebs ist für Taucher von entscheidender Bedeutung. Sie nutzen das Prinzip, um ihre Tarierung zu kontrollieren, also das Schweben in einer bestimmten Tiefe. Durch die Regulierung der Luftmenge in ihrem Tarierjacket (BCD) können sie ihr Volumen und damit die Auftriebskraft verändern und somit aufsteigen, absteigen oder in einer bestimmten Tiefe verharren.

Auch beim Schwimmen spielt der Auftrieb eine Rolle. Er hilft uns, über Wasser zu bleiben und erleichtert die Fortbewegung. Menschen mit einem höheren Körperfettanteil haben in der Regel einen höheren Auftrieb, da Fett weniger dicht als Wasser ist.

Fazit:

Die Erfahrung der Leichtigkeit unter Wasser ist ein faszinierendes Zusammenspiel von Physik und Empfindung. Durch das archimedische Prinzip wird die Schwerkraft teilweise aufgehoben, was zu einer einzigartigen und angenehmen Erfahrung führt. Wie viel leichter ein Objekt tatsächlich ist, hängt von seinem Volumen und seiner Dichte ab, aber das Gefühl der Schwerelosigkeit macht das Eintauchen in die Unterwasserwelt zu einem unvergesslichen Erlebnis.