Warum ein Schiff aus Stahl schwimmt

Why a Steel Ship Floats

Heimat- und Sachunterricht Klasse 3 12 Aufgaben
WissenschaftExperimenteTechnik

Eine Knetkugel sinkt. Dieselbe Knete, zu einem Boot mit hohem Rand geformt, schwimmt und trägt sogar Murmeln. Die Kinder bauen Boote aus Knete und Alufolie und finden heraus, dass die Form bestimmt, wie viel Wasser verdrängt werden kann: Das hohle Boot samt Luft darin ist leichter als gleich viel Wasser. So erklärt sich, warum riesige Stahlschiffe schwimmen — und warum ein Leck sie sinken lässt. Bereitet Druck und Auftrieb in Physik 9 und das Konstruieren im Werken vor.

Können & Üben

Schwimmen und Sinken — Vorhersagen, Prüfen, Erklären

workshop

60 min · weekly

klassenraum

Ein Predict–Observe–Explain-Workshop mit echtem Wasser, nach der KiNT-Klassenkiste „Schwimmen und Sinken“ (Möller u. a.). Material pro Vierergruppe: eine Wanne, ein großer und ein kleiner Holzklotz, ein Eisennagel, ein Schlüssel, eine Kerze und ein Messer zum Halbieren, eine leere Filmdose mit Deckel, Sand und ein Löffel, eine Balkenwaage, ein Messbecher, 60 g Knete, Alufolie und Murmeln. 1) VORHERSAGEN: Jedes Kind legt die Gegenstände auf ein Blatt mit zwei Feldern „schwimmt“ und „sinkt“ — vorher, ohne Wasser. Die meisten sortieren nach Gewicht. 2) PRÜFEN (Material): Alles ins Wasser. Die Kerze halbieren und beide Hälften testen. Leitfrage: Was haben alle Dinge gemeinsam, die schwimmen? Hinführen auf: Das Material entscheidet, nicht das Gewicht. 3) PRÜFEN (Sanddose): Die leere Dose schwimmt. Löffelweise Sand hinein, bis sie sinkt; daneben auf der Balkenwaage eine gleich große Dose voll Wasser. Leitfrage: Wann sinkt die Sanddose? Hinführen auf: wenn sie schwerer ist als gleich viel Wasser. 4) ERKLÄREN (Knetboot): Die Knetkugel sinkt. Wer baut aus derselben Knete ein Boot, das die meisten Murmeln trägt? Zum Abschluss im Kreis: Warum schwimmt ein Schiff aus Stahl? Danach am Bildschirm den Fall „Warum schwimmt der Baumstamm und nicht der Nagel?“ lesen — die Figuren zeigen dieselben Versuche mit Zahlen.

guide

4–24

Leicht
Multiple Choice #1 12s â–¶ Testen

Eine Knetkugel sinkt. Nina formt aus derselben Knete ein Boot. Was passiert?

  • â—Ź Das Boot schwimmt.
  • â—‹ Das Boot sinkt wie die Kugel.
  • â—‹ Das Boot schwebt unter Wasser.
Das Boot verdrängt viel mehr Wasser als die Kugel, obwohl es genauso viel wiegt.
Wahr / Falsch #2 10s â–¶ Testen

Läuft Wasser in ein Boot, kann es sinken.

âś“ Wahr
Das Wasser im Boot macht es schwerer und nimmt der Luft den Platz. Dann ist es nicht mehr leichter als gleich viel Wasser.
Mittel
Wahr / Falsch #1 10s â–¶ Testen

Das Knetboot ist leichter als die Knetkugel, aus der es geformt wurde.

âś“ Falsch
Es ist dieselbe Knete — gleich schwer. Nur die Form hat sich geändert, und damit das verdrängte Wasser.
Multiple Choice #2 15s â–¶ Testen

Ein Stahlschiff schwimmt, ein Stahlnagel sinkt. Warum?

  • â—Ź Das hohle Schiff verdrängt mehr Wasser, als es wiegt.
  • â—‹ Schiffsstahl ist ein schwimmendes Material.
  • â—‹ Das Schiff ist kleiner als der Nagel.
Stahl sinkt — als voller Klotz. Als hohler Rumpf voller Luft ist das ganze Schiff leichter als gleich viel Wasser.
Multiple Choice #3 12s â–¶ Testen

Welche Alufolie trägt am meisten Murmeln?

  • â—Ź Ein Boot mit breitem Boden und hohem Rand
  • â—‹ Eine fest zusammengeknĂĽllte Kugel
  • â—‹ Ein flaches Blatt ohne Rand
Breiter Boden und hoher Rand verdrängen das meiste Wasser — und viel Auftrieb trägt viel Last.
Multiple Choice #4 12s â–¶ Testen

Leo legt Murmeln in sein schwimmendes Boot. Was passiert?

  • â—Ź Das Boot sinkt tiefer ein.
  • â—‹ Das Boot steigt höher.
  • â—‹ Nichts ändert sich.
Schwerer beladen muss das Boot mehr Wasser verdrängen, also taucht es tiefer ein — bis der Rand erreicht ist.
Wahr / Falsch #5 12s â–¶ Testen

Eine hohle, dicht verschlossene Metallkugel kann schwimmen.

âś“ Wahr
Hohl und verschlossen verdrängt sie viel Wasser bei wenig Gewicht — wie eine Boje.
Multiple Choice #6 12s â–¶ Testen

Ein Knetboot mit sehr niedrigem Rand sinkt. Was hilft?

  • â—Ź Den Rand höher machen
  • â—‹ Den Rand ganz wegnehmen
  • â—‹ Noch Knete dazukleben
Ein höherer Rand lässt das Boot mehr Wasser verdrängen, ohne dass Wasser hineinläuft.
LĂĽckentext #7 10s â–¶ Testen

Der Teil eines Schiffes, der im Wasser liegt, heiĂźt ___.

âś“ Antwort: Rumpf
Der hohle Rumpf verdrängt das Wasser, dessen Auftrieb das ganze Schiff trägt.
Schwer
Multiple Choice #1 15s â–¶ Testen

Ein 60-g-Knetboot hat einen Boden von 20 cm². Mit welchem Rand schwimmt es sicher?

  • â—Ź 4 cm hoch
  • â—‹ 1 cm hoch
  • â—‹ 2 cm hoch
Pro Zentimeter Rand kann das Boot 20 ml Wasser verdrängen. Für 60 g braucht es mehr als 3 cm Rand.
Multiple Choice #2 15s â–¶ Testen

Ein Boot verdrängt bis zum Rand höchstens 200 ml. Boot und Ladung wiegen zusammen 250 g. Was passiert?

  • â—Ź Es läuft voll und sinkt.
  • â—‹ Es schwimmt ruhig.
  • â—‹ Es steigt aus dem Wasser.
200 ml Wasser wiegen 200 g. Das reicht nicht für 250 g — das Boot ist überladen.
Wahr / Falsch #3 12s â–¶ Testen

Die Form ist egal, solange Luft im Boot ist.

âś“ Falsch
Die Form bestimmt, wie viel Wasser das Boot verdrängen kann, bevor Wasser über den Rand läuft.