Warum gehen tonnenschwere Schiffe nicht unter?

Warum gehen tonnenschwere Schiffe nicht unter?

Auf den ersten Blick scheint es paradox, dass riesige Schiffe, die tonnenschwer sind, nicht untergehen. Doch die Physik hinter diesem Phänomen ist faszinierend und basiert auf dem Prinzip des Auftriebs.

Auftrieb: Die unsichtbare Kraft

Wenn ein Objekt in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, erfährt es eine nach oben gerichtete Kraft, die als Auftrieb bezeichnet wird. Dieser Auftrieb wird durch den nach oben gerichteten Druck der Flüssigkeit verursacht, der größer ist als der nach unten gerichtete Druck.

Bei Schiffen verdrängt der eingetauchte Teil des Schiffsrumpfs eine Wassermenge, die dem Gewicht des Schiffes entspricht. Der nach oben gerichtete Druck auf den unteren Teil des Rumpfs ist größer als der nach unten gerichtete Druck auf den oberen Teil, was zu einer Netto-Auftriebskraft führt.

Hohlräume und Luft

Schiffe haben große Hohlräume, die mit Luft gefüllt sind. Diese Hohlräume sorgen für zusätzlichen Auftrieb, da Luft eine geringere Dichte als Wasser hat. Selbst wenn ein Schiff schwer ist, der Auftrieb der Hohlräume reicht aus, um es an der Oberfläche zu halten.

Form des Rumpfs

Die Form des Schiffsrumpfs ist entscheidend für den Auftrieb. Der Rumpf ist typischerweise stromlinienförmig und hat eine nach oben gerichtete Krümmung, die als “Kimm” bezeichnet wird. Diese Form hilft, den Auftrieb zu maximieren und das Eintauchen des Schiffes in Wasser zu minimieren.

Verdrängung und Dichte

Ein Schiff verdrängt eine Wassermenge, die seinem Gewicht entspricht. Die Dichte des Wassers spielt eine Rolle für den Auftrieb. Je dichter das Wasser, desto größer ist der Auftrieb. Deshalb schwimmen Schiffe in Salzwasser besser als in Süßwasser, da Salzwasser eine höhere Dichte hat.

Fazit

Tonnenschwere Schiffe gehen nicht unter, weil der Auftrieb, der durch die Verdrängung von Wasser entsteht, die Hohlräume im Rumpf und die Form des Schiffsrumpfs zusammen ausreichen, um das Gewicht des Schiffes auszugleichen. Dies ermöglicht es Schiffen, an der Oberfläche zu bleiben und schwere Lasten zu transportieren.