Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03577.jsonl.gz/273

Physiker lösen dieses Rätsel mit einem Fingerschnippen – Normalsterbliche wie zum Beispiel Journalisten beissen sich daran die Zähne aus: die Knobelaufgabe vom Boot, dem Stein und dem See.
Das ist die Ausgangslage:
Du sitzt in einem Ruderboot, das auf einem sehr kleinen See – eher einem Tümpel – schwimmt. Im Boot liegt ein Backstein. Du nimmst den Stein und wirfst ihn ins Wasser, wo er sofort versinkt.
Was passiert nun mit dem Wasserstand?
Ein Hinweis:
Einerseits liegt das Boot weniger tief im Wasser, wenn der Stein nicht mehr an Bord ist. Das bedeutet, dass der Pegel leicht sinkt. Andererseits steigt der Pegel ein wenig an, sobald der Stein im Wasser versinkt. Welcher Effekt ist stärker – oder heben sich beide gegenseitig auf?
Was passiert, hängt davon ab, ob der Stein mehr Wasser verdrängt, wenn er sich im Boot befindet oder wenn er im Wasser liegt.
Der Wasserstand sinkt ein wenig. Dies wirkt auf viele Leute kontra-intuitiv, ist aber korrekt.
Ein Objekt, das sich unter Wasser befindet, verdrängt gleich viel Wasser wie es Volumen hat. Ein Backstein verdrängt daher die Menge Wasser, die seinem Volumen entspricht.
Ein Objekt, das auf der Wasseroberfläche schwimmt, verdrängt hingegen so viel Wasser, wie es Masse hat. Das gilt für ein Boot und auch für ein Boot mit einem Stein darin.
Nehmen wir als Beispiel einen Standard-Backstein ohne Löcher, einen sogenannten Vollbackstein.
Sein Volumen beträgt:
25 cm • 12 cm • 6 cm = 1800 cm3 (1,8 Liter).
Seine Masse beläuft sich auf 3 kg.
Wenn du den Stein ins Boot legst, liegt es ein wenig tiefer im Wasser, weil 3 kg Masse hinzukommen. Daher müssen, damit das Boot weiterhin schwimmt, zusätzlich 3 l Wasser verdrängt werden (1 l Wasser = 1 kg).
Wirfst du den Stein ins Wasser, so geschieht das Umgekehrte: Das Boot verdrängt nun weniger Wasser, nämlich 3 l. Der Wasserstand sinkt daher zunächst geringfügig. Dafür steigt der Pegel wieder geringfügig an, wenn der Stein ins Wasser eintaucht. Das Volumen des Sees erhöht sich um das Volumen des Steins, nämlich 1,8 l.
Insgesamt fällt der Pegel minim, denn der Stein verdrängt im Boot mehr Wasser (3 l) als unter Wasser (1,8 l). Das liegt daran, dass ein Stein eine deutlich höhere Dichte (ρ=1,7g/cm3) hat als Wasser (1g/cm3). Mit anderen Worten: Seine Masse ist im Vergleich zum Wasser in einem kleineren Volumen enthalten.
(dhr)
2,062 Votes zu: Wie schwierig war dieses Rätsel?
Deutsche Forscher haben herausgefunden, wie schnell die Dinosaurier vor Millionen vor Jahren unterwegs waren. Ihre neue Formel erlaubt es aber auch, die Maximalgeschwindigkeit jedes noch lebenden Tiers zu berechnen – vom Gepard bis zur Küchenschabe.
Grundsätzlich gilt: Je schwerer ein Tier, desto schneller kann es rennen. Eine Ameise ist also langsamer als eine Maus und diese ist wiederum langsamer als eine Antilope. Doch ab einer bestimmten Masse wird jedes zusätzliche Kilo zur Last und damit Geschwindigkeit eingebüsst. So hat ein Elefant im Laufduell gegen einen Gepard nicht den Hauch einer Chance.
Forscher des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung und der Friedrich-Schiller-Universtiät Jena haben nun erstmals ein …