Kinderfrage

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo Experten!

Eigentlich was ich wissen soll ist die Antwort auf eine Kinderfrage. Über kurz oder lang wird mir das mein Sohn mal stellen und ich wüßte nicht was ich dazu sagen soll. Deshalb bitte ich Euch um Hilfe! Im Vorfeld danke!

Also:

Wenn Kinder nicht schwimmen können und ans Wasser kommen (Meer, See, Weiher, Schwimmbecken,…) kriegen sie sofort diese Schwimmflügel verpasst (an den Oberarme, als Ring um der Gurtelinie (2), als Flasche als Kork im Rücken,(3)…). Damit verhindert man, daß die Kinder ertrinken.

Jetzt die Frage an Euch: Welches physikalisches Gesetz steht dahinter, daß ein ca 20 Kg schwer Mensch mit so ein Flügel nicht runter geht? Wie erklärt man, daß ein Kind mit so etwas immer an der Oberfläche bleibt, obwohl die Dinger kein zehntel vom Kindesgewicht ausmachen?

Ich danke Euch schon für eure Erklärungen!

Schöne Grüße aus Nürnberg!
Helena

(1) http://www.yatego.com/unikauf/p,432fc473d4ca1,42a074…

(2) http://casamarcosmorilla.com/list/detail.php?id=2913…

(3) http://casamarcosmorilla.com/list/detail.php?id=2378…

#2

Hi Helena,

Jetzt die Frage an Euch: Welches physikalisches Gesetz steht
dahinter, daß ein ca 20 Kg schwer Mensch mit so ein Flügel
nicht runter geht? Wie erklärt man, daß ein Kind mit so etwas
immer an der Oberfläche bleibt, obwohl die Dinger kein zehntel
vom Kindesgewicht ausmachen?

Ein im Wasser schwimmender Körper erfährt Auftrieb. Und zwar genau so viel, wie das vom ihm verdrängte Wasser wiegt. Schwimmflügel erzeugen einen zusätzlichen Auftrieb, der den vom Körper unterstützt.

Drück mal die Flügel mit der Hand unter Wasser. Das geht doch recht leicht. Die Flügel alleine tragen niemals den Körper.

Für die Großen :wink: http://de.wikipedia.org/wiki/Auftrieb

Kleines Experiment aus dem Kindergarten:
Nimm Knetmasse und forme eine Kugel. Was passiert, wenn du sie auf Wasser legst?
Anschließend verformst du diese Kugel zu einer Art Schiffsrumpf, möglichst dünne Wände und viel Innenvolumen.
Was passiert damit, wenn du sie auch wieder auf Wasser legst?

Hilft das weiter: http://www.quarks.de/dyn/12626.phtml

mfg Ulrich

#3

Hallo Helena!

Alles, was leichter ist, schwimmt nach oben. Das nennt man „Auftrieb“.

Du kannst dieses physikalische Prinzip Deinem Kleinen ganz leicht erklären und mit Experimenten beweisen:

Gasluftballons sind mit einem Gas gefüllt, das leichter ist als Luft - und wenn man sie nicht festhält, fliegen sie davon.

Holz ist leichter als Wasser und schwimmt auf dem Wasser (Holzstäbchen, Kochlöffel, …).

Öl ist leichter als Wasser und schwimmt oben (zuerst einen cm Öl ins Glas geben, anschließend Wasser drauf - ist sehr schön zu beobachten!)

Luft ist VIEL, VIEL leichter als Wasser, deshalb kann ein so kleiner Luftpolster, wie Schwimmflügerl ihn haben, einen Menschen tragen.

Alles klar?

Dir und Deinem Junior viel Spaß beim Experimentieren!

Hanna

#4

Hi,
Archimedes hat festgestellt, dass die Auftriebskraft so groß ist, wie das Gewicht des verdrängten Mediums.
Wenn du also ein Kind hast, welches ein Volumen von 20 Litern und ein Gewicht von 22 Kg hat, so wird das Kind mit 22 Kg nach unten gedrückt.
Dagegen wirkt die Auftriebskraft (20 Liter Wasser werden verdrängt; 1l Wasser wiegt ca. 1Kg) mit 20Kg dagegen. Effektiv „ziehen“ das Kind also 2Kg nach unten.
Wenn jetzt aber z.B. luftgefüllte Schwimmreifen ( 3 Liter ) dazukommen, so verdrängen diese 3Liter Wasser (3Kg). Das Kind würde also mit 1Kg aus dem Wasser gezogen werden. Das passiert natürlich nicht, da die Schwimmflügel nur bis zum Ausgleich (Gewicht des Kindes mit dem Auftrieb) unter Wasser liegen. Also würde in diesem Beispiel die Schwimmflügel nur 2Liter unter Wasser sein.

So, das bring mal deinen Kindern bei :wink:

Für die Physiker : Habe ganz bewusst Gewicht statt Gewichtskraft benutzt, um es verständlicher zu machen.

Gruß.Timo

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#5

Hallo Hanna!
Vorab: Viiiiiiiiielen herzlichen dank für Dein Beitrag.
Nur meine Kernfrage war nämlich daß wenn das Kind wesentlich schwerer ist wie das Wasser und die Flügeln, warum gehen sie nicht runter?
Daß Luft, Kork, usw. leichter ist wie das Wasser das war mir klar und deshalb geht das ding nicht runter. Aber das tragende Kind? Warum nicht?
Das ist was ich wissen wollte.
Trotzdem vielen dank!
Schöne Grüße aus Nürnberg!
Helena

(Der Auftrieb ist nur so groß wie das Gewicht des aufgetriebenen Wassers -oder so ähnlich nach Archimedes, also weit kleiner wie das Kind selbst!)

#6

Hi Ulrich!
Auch Dir vielen herzlichen Dank!
Nur wie gesagt ich verstehe nicht, auch nach Archimedes nicht, weshalb das Kind nicht runter geht. Ich meine das volumen des verdrängten Wassers wiegt nie und niemals so viel wie das Kind selbst!
Aber Deine und Hannahs Versuche werde ich mit David machen.
Also auch Dir vielen herzlichen Dank!
Helena

#7

Hi, Timo!
Genau das ist was ich wissen wollte.
Jetzt ist es alles klar!
Dafür danke und Sternchen (auch für Hannah und Ulrich, natürlich!)
Schöne Grüße aus Nürnberg!
Helena
PS Das prinzip von Archimedes kannte ich noch aus den guten alten Schulzeiten *seufz!

#8

Ich meine das volumen des

verdrängten Wassers wiegt nie und niemals so viel wie das Kind
selbst!

hallo helena,
auch wenn dich das dein kind nicht wirklich fragen wird, wie ich glaube…

dein kind wiegt nicht sehr viel mehr als das wasser. deshalb muessen die schwimmhilfen auch nicht das gesamte gewicht des kindes ausgleichen.

mfg
rene

#9

Nur meine Kernfrage war nämlich daß wenn das Kind wesentlich
schwerer ist wie das Wasser und die Flügeln, warum gehen sie
nicht runter?

ist es nicht…

Daß Luft, Kork, usw. leichter ist wie das Wasser das war mir
klar und deshalb geht das ding nicht runter. Aber das tragende
Kind? Warum nicht?

weil es nicht sehr viel schwerer ist als wasser:smile:der mensch besteht zum groessten teil aus wasser:smile:

(Der Auftrieb ist nur so groß wie das Gewicht des
aufgetriebenen Wassers -oder so ähnlich nach Archimedes, also
weit kleiner wie das Kind selbst!)

die masse des „aufgetriebenen“ koerpers muss kleiner sein als die masse des wassers, welches dieser koerper verdraengt. dann schwimmt der koerper.
schiffe schwimmen, weil sie hohl sind. d.h. die metallwand eines schiffes(schmelze man sie ein)wuerde nur einen bruchteil des wassers wiegen, welches das schiff(wenn es auf dem ozean faehrt) verdraengt.

mfg
rene

1 Like
#10

Hallo Helena,

dein Hauptfehler ist wohl die Annahme, ein Kind sei wesentlich schwerer als Wasser, aber das stimmt so nicht. Wenn du dich selbst im Schwimmbad auf den Rücken legst (toter Mann), wirst du feststellen, dass du nicht untergehst; zumindest wenn du tief eingeatmet hast, guckt die Nase heraus. Fazit: Menschen sind fast genauso schwer wie das verdrängte Wasser, haben also eine Dichte nahe 1. Da sie grösstenteils aus Wasser bestehen, ist das nicht so verwunderlich. Daher genügen relativ kleine Schwimmkörper. Kinder sind möglicherweise etwas dichter, weil sie weniger Fett haben.

Und falls du das nicht glaubst: frag die Mafia, wieviel Beton man braucht, damit einer unten bleibt.

Gruss Reinhard

#11

Hi Helena,

Ich meine das volumen des verdrängten Wassers wiegt nie
und niemals so viel wie das Kind selbst!

Doch. Sonst könnte kein Mensch dauerhaft schwimmen. Du kannst dich mit ganz wenigen Bewegungen im Wasser schwebend halten, in extrem salzhaltigen Meeren schwimmst du sogar oben.

Mach nochmal einen Versuch:

Die Badewanne wird mit Wasser gefüllt, eines deiner Kinder steigt in die Wanne. Der Wasserspiegel erhöht sich. Nun markierst du diesen hohen Wasserstand.
Dein Kind verläßt die Wanne.
Mit einem Meßbecher wird soviel Wasser in die Wanne gefüllt, bis die Markierung erreicht wird. Somit hast du das Volumen, das der Kinderkörper in der Wanne einnahm.

Grob gilt: 1 Liter Wasser wiegt 1 kg. Das Gewicht des Wasservolumens und deines Kindes sollten ziemlich gleich sein.

mfg Ulrich

#12

Hallo Helena!

Wenn Du Deinen Kleinen in die Badewanne setzt, kannst Du ihn mal probieren lassen, den Arm ganz locker zu lassen - der Arm wird auf die Wasseroberfläche steigen. Oft passiert das auch mit den Füßen, dass sie von ganz allein hinaufsteigen.

Damit siehst Du, dass das spezifische Gewicht des menschlichen Körpers ganz nahe dem des Wassers liegt.

Wenn die Schwimmflügerl an den Armen befestigt sind, sodass sie nicht herunterrutschen können, halten diese den ganzen Körper oben. Mit viel Kraft kannst Du sie vielleicht unter Wasser drücken, aber das Kind wiegt weniger als Du Kraft hast … :wink:))

Ein Schiffbrüchiger, der eine Holzplanke findet, kann sich auch daran festhalten und sich so vor dem Ertrinken retten. Solang er sich festhält, bleibt er oben, lässt er sie los, wird er, wenn er nicht mehr Kraft zum Schwimmen hat, ertrinken.

Hanna

#13

Hi,

schiffe schwimmen, weil sie hohl sind. d.h. die metallwand
eines schiffes(schmelze man sie ein)wuerde nur einen bruchteil
des wassers wiegen, welches das schiff(wenn es auf dem ozean
faehrt) verdraengt.

Mal angemerkt:

Es gibt sogar Schiffe aus Beton (Ferrozement).

http://www.mcs-germany.info/de/gestohlene-schiffe/st…

(Nein, die habe ich nicht gestohlen, auch nicht andere :wink:)

oder: http://www.betonkanu-regatta.de/

betonierende Grüße, Ulrich

#14

VIELEN DANK an alle die s. beteiligt haben owT Gru
ohne
weiteren
Text

#15

Hallo beisammen,

Mal angemerkt:

Es gibt sogar Schiffe aus Beton (Ferrozement).

Fehlt noch der unfreiwillige Schwimmkörper in Bonn.
http://www.wannenwetsch-hdw.de/content/de/prospekte/…

MfG Peter(TOO)

#16

Und noch ein kleines Experiment für den fortgeschrittenen Taucher.
Wenn Deine Kinder später echte Wasserratten sind, kannst du das auch mal machen.
Kind atmet ein, hält die Luft an, taucht zum Boden eines Schwimmbeckens und bleibt ganz regungslos.
Du wirst sehen, dass es mehr oder weniger schnell in Richtung Oberfläche treibt (fast immer).
Wenn das Kind nun beim zweiten Versuch, während des Nachobentreibens ausatmet und trotzdem weiter die Luft anhält, dann sinkt es auch in völliger Bewegungslosigkeit zu Boden.
Es sollte allerdings kurz danach zur Oberfläche schwimmen, sonst solltest Du den Bademeister informieren. :smile:

Der Mensch ist also tatsächlich fast genausoschwer wie Wasser. Er ist leichter wenn er einatmet und schwerer wenn er ausatmet.

Was die kleine Schwimmhilfe dann noch ausmacht, weißt Du ja inzwischen schon.

Beste Grüße,
Zwergenbrot

#17

Hi Zwergenbrot!

Vielen Dank für dein Posting. Ich finde ihn wirklich sehr interessant.

Ich werde versuchen, dieses Experiment zu machen, aber ich denke es werden ein paar „Jährchen“ ans Land ziehen müssen, bevor es mein zZt. 3-jährigen Sohn das selbt üben will… Gerade hat er gelernt, sich von den Meereswellen nicht einschüchtern zu lassen!

Aber vielen Dank für Dein Beitrag und einen lieben Gruß aus Nürnberg!

Helena

#18

PS. Fällt mir ein…
Hi Philipp!

…daß leider, neulich dieses Experiment sehr gut in Bilder hat man sehen können: Bei der Überflutung von New Orleans gab es, leider, viele Tote darunter viele Ertrunkene, die so auf die Wasseroberfläche schwimmten.

Es ist schrecklich! (Aber auch die Tatsache daß manche US-Amerikaner noch immer nicht sehen wollen was für ein Typ ihr Land regiert! -Aber das ist ein völlig anderes Thema, das nicht hierhin gehört)

Schöne Grüße aus Nürnberg!
Helena

#19

Hi helena,

…daß leider, neulich dieses Experiment sehr gut in Bilder
hat man sehen können: Bei der Überflutung von New Orleans gab
es, leider, viele Tote darunter viele Ertrunkene, die so auf
die Wasseroberfläche schwimmten.

was wuerdest du ihm sagen, wenn er dich fragte, wieso die leichten nicht untergehen?

#20

korrektur

Hi helena,

…daß leider, neulich dieses Experiment sehr gut in Bilder
hat man sehen können: Bei der Überflutung von New Orleans gab
es, leider, viele Tote darunter viele Ertrunkene, die so auf
die Wasseroberfläche schwimmten.

was wuerdest du ihm sagen, wenn er dich fragte, wieso die
leichen nicht untergehen?..die leichen