Gewicht und Auftrieb: Warum ein Boot schwimmt
1Die Lektion in einfachen Worten
Ein Boot schwimmt, weil das verdrängte Wasser genauso viel wiegt wie das Boot. Zwei Punkte, G und B, erklären dir das Prinzip.
Gewicht wirkt nach unten
Alles an Bord hat Gewicht: Rumpf, Motor, Kiel, Wasser, Kraftstoff und Besatzung. Das gesamte Gewicht wirkt so, als zöge es durch einen einzigen Punkt nach unten: den Gewichtsschwerpunkt, kurz G. Wenn du Gewicht verlagerst, hinzufügst oder entfernst, verschiebt sich auch G. Tief liegendes Gewicht hält G niedrig.
Auftrieb wirkt nach oben
Das Wasser drückt den eingetauchten Rumpf nach oben. Diese Kraft heißt Auftrieb. Nach dem archimedischen Prinzip entspricht sie dem Gewicht des Wassers, das der Rumpf verdrängt. Das Boot taucht so weit ein, bis dieses Wasser genauso viel wiegt wie das Boot. Das Gewicht des Bootes heißt Verdrängung.
Der Auftriebsschwerpunkt
Der Auftrieb wirkt so, als drückte er durch einen einzigen Punkt nach oben: den Auftriebsschwerpunkt, kurz B. B ist der Schwerpunkt des eingetauchten Rumpfvolumens. Wenn sich die Form des eingetauchten Rumpfes ändert, verschiebt sich B.
Aufrecht und in Ruhe
Ein aufrecht und ruhig schwimmendes Boot hat G und B auf derselben senkrechten Linie. Gewicht wirkt nach unten, Auftrieb nach oben; beide Kräfte gleichen sich aus. Lädst du Gewicht zu, taucht das Boot etwas tiefer ein, bis der Auftrieb wieder ausreicht. Ein beladenes Boot liegt deshalb tiefer und hat weniger Freibord: den senkrechten Abstand zwischen Wasseroberfläche und Deckskante.
Salz- und Süßwasser
Salzwasser ist dichter als Süßwasser. Zum Schwimmen muss ein Boot deshalb weniger Salzwasser verdrängen. Fährst du vom Meer in einen Fluss oder See, taucht es etwas tiefer ein. Das eingetauchte Volumen nimmt um etwa 2–3 % zu.
2Wichtige Daten
- Archimedes
- Auftrieb = Gewicht des verdrängten Wassers
- Schwimmen
- Verdrängung (Bootsgewicht) = Auftrieb
- Meerwasser
- Etwa 1,025 t pro m³
- Süßwasser
- Etwa 1,000 t pro m³: Das Boot taucht etwas tiefer ein
3Kernpunkte
- 1
In G wirkt das gesamte Gewicht. G verschiebt sich, wenn du Gewicht verlagerst.
- 2
B ist der Schwerpunkt des eingetauchten Rumpfvolumens. Durch B wirkt der Auftrieb nach oben.
- 3
Schwimmt das Boot in Ruhe, wiegt es genauso viel wie das verdrängte Wasser.
- 4
Aufrecht und in Ruhe liegen G und B auf derselben senkrechten Linie.
- 5
Zusätzliche Last bedeutet mehr Tiefgang und weniger Freibord.
4Häufige Fehler
Falsch: Ein schweres Boot schwimmt, weil es aus leichten Werkstoffen besteht.
Richtig: Auch Stahlschiffe schwimmen. Ein Boot schwimmt, solange sein Rumpf Wasser verdrängt, das genauso viel wiegt wie das Boot.
Falsch: G und B sind feste Punkte, die der Hersteller markiert.
Richtig: G verschiebt sich, sobald du Gewicht an Bord verlagerst. B verschiebt sich, wenn sich die eingetauchte Rumpfform ändert, etwa wenn sich das Boot seitlich neigt, also krängt.
5Praxisfall & Prüfungstipps
Nach dem Einsteigen deiner Freunde und dem Laden der Vorräte liegt der Wasserpass deiner Yacht unter Wasser. Das Freibord ist deutlich geringer. Ein Freund will alles auf das Kajütdach verlagern. Ist das eine gute Lösung?
Antwort zeigen
Nein. Das zusätzliche Gewicht erfordert mehr verdrängtes Wasser. Deshalb taucht das Boot tiefer ein. Vorräte auf das Kajütdach, also das Dach der Kabine, zu verlagern, entfernt kein Gewicht. Es hebt G an. B ist der Schwerpunkt des neuen eingetauchten Rumpfvolumens. Verstaue schwere Vorräte tief und mittig. Prüfe die Belastungsgrenze und nimm überschüssige Last von Bord.
Prüfungstipps
- Archimedes: Der Auftrieb entspricht dem Gewicht des verdrängten Wassers.
- G = Gewichtsschwerpunkt (Gewicht wirkt nach unten). B = Auftriebsschwerpunkt (Auftrieb wirkt nach oben).
- Aufrecht in Ruhe: Gewicht = Auftrieb. G und B liegen auf derselben Senkrechten.
- Süßwasser ist weniger dicht als Meerwasser. Das Boot taucht tiefer ein.
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