Warum sinkt man nicht im Wasser?

Warum man nicht im Wasser sinkt

Wenn man in Wasser eintaucht, hat man das Gefühl, leichter zu sein. Das liegt daran, dass das Wasser die Schwerkraft ausgleicht, die einen nach unten zieht. Dieser Effekt wird als Auftrieb bezeichnet.

Auftriebskraft und Schwerkraft

Die Auftriebskraft ist eine nach oben gerichtete Kraft, die auf einen Körper wirkt, wenn er in eine Flüssigkeit eingetaucht ist. Sie entsteht durch den Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite des Körpers. Der Druck auf die Oberseite des Körpers ist geringer als der Druck auf die Unterseite, da das Wasser die Schwerkraft des Körpers trägt.

Die Schwerkraft hingegen ist eine nach unten gerichtete Kraft, die auf alle Objekte mit Masse wirkt. Die Schwerkraft zieht einen nach unten in Richtung Erdmittelpunkt.

Dichte und Auftrieb

Ob ein Objekt im Wasser schwimmt oder sinkt, hängt von seiner Dichte ab. Die Dichte ist definiert als das Verhältnis von Masse zu Volumen. Ein Objekt mit einer geringeren Dichte als Wasser schwimmt, weil die Auftriebskraft größer ist als die Schwerkraft. Ein Objekt mit einer höheren Dichte als Wasser sinkt, weil die Schwerkraft größer ist als die Auftriebskraft.

Der menschliche Körper hat eine Dichte von etwa 0,98 g/cm³. Dies liegt daran, dass der Körper zum größten Teil aus Wasser besteht, das eine Dichte von 1 g/cm³ hat. Die anderen Bestandteile des Körpers, wie Knochen und Muskeln, sind dichter als Wasser. Im Durchschnitt ist der menschliche Körper jedoch immer noch etwas weniger dicht als Wasser.

Ausgeglichene Kräfte

Wenn man im Wasser steht oder schwimmt, sind die Auftriebskraft und die Schwerkraft ausgeglichen. Die Auftriebskraft trägt den Körper nach oben, während die Schwerkraft ihn nach unten zieht. Da die beiden Kräfte gleich groß sind, bleibt der Körper in einer bestimmten Tiefe im Wasser.

Wenn man Luft anhält, verringert sich die Dichte des Körpers. Dadurch wird die Auftriebskraft größer als die Schwerkraft, was dazu führt, dass man im Wasser aufsteigt. Wenn man hingegen ausatmet, erhöht sich die Dichte des Körpers, was zu einem Absinken führt.

Fazit

Der Grund, warum man nicht im Wasser sinkt, ist, dass die Auftriebskraft die Schwerkraft ausgleicht. Die Dichte des menschlichen Körpers ist zwar höher als die von Wasser, aber aufgrund des hohen Wasseranteils im Körper ist die durchschnittliche Dichte immer noch etwas geringer als die von Wasser. Dies führt zu einer ausgeglichenen Kraftwirkung, die dazu führt, dass man im Wasser schweben kann.