Wir sind in Syrakus um das III° Jahrundert vor Christus. Ein Mann taucht in Badewanne voller Wasser und nimmt ein entspannendes Bad. An einem bestimmten Punkt ruft er “Eureka!”. Der Mann war Archimede, ein berühmter Wissenschaftler, der gerade das Grundgesezt der Physik erkannt hatte – das dann seinen Namen annahm – das erklärt, warum die Körper schwimmen.
Das Prinzip von Archimedes sagt dass “die Auftriebkraft, die auf einen Körper von unten nach oben wirkt, welcher unter Flüssigkeit getaucht ist, entsprechend dem Gewicht der Flüssigkeit, die der Körper beim Eintauchen bewegt hat. Mit anderen Worten, wenn wir zwei Objekte mit dem gleichen Gewicht nehmen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, tauchen sie wir ins Wasser (oder in einer anderen Flüssigkeit), erhalten sie einen Schub nach oben, der auschliesslich vom eingetauchten Volumen – nicht von der Zusammensetzung – der zwei Körper abhängt: je grösser das Volumen des vom Körper befördeten Wassers, desto grösser der Schub. Weil, bei gleichem Gewicht, das leichteste Material mehr Volumen beansprucht (zum Beispiel, wiegt ein Kilogramm Holz mehr als ein Kilo Eisen), erhält es von der Flüssigkeit einen höheren Schub.
Eine Legende besagt, dass Archimedes genau dieses Prinzip benutzte, um die Ehrlichkeit eines Goldschmieds zu prüfen, der eine wertvolle Krone gemacht hatte. Zuerst, holte er sich einen Goldbarren, due genauso schwer als di Goldkrone war, die vom Goldschmied gemacht wurde. Dann hängte den Goldbarren und die Krone and den beiden Armen der Waage an, und liess sie in zwei mit Wasser geflülte Behälter. Wäre die Krone aus Gold, sollte die Waage im Gleichgewicht bleiben, da Krone und Goldbarren das gleichen Volumen hätten, so dass der Auftrieb wäre auf beiden Seiten der Waage gleich geblieben. Tatsächlich, scheint es, dass der Goldschmied wirklich unehrlich war, und das Volumen der Krone grösser als das des Barren war, aufgrund von leichteren Materialen. Daher, erhielt die Krone von der Flüssigkeit einen höheren Schub, der die Waage vom Barren beugte.
Nach dem Archimedes Prinzip, hängt das Verhalten eines Körpers in einer Flüssigkeit von zwei Faktoren ab: sein Gewicht, dass von oben nach unten wirkt, und der hydrostatische Druck, gleich dem Gewicht der vom Körper beförderten Flüssigkeit, der von unten nach oben wirkt. Deswegen, damit ein Körper in eine schwimmende Flüssigkeit getaucht wird, reicht es aus, wenn es eine Wassermenge von mindestens ihrem Eigengewicht bewegt. Dies ist beispielsweise bei Schiffen der Fall. Im Haus kann man das aber ganz einfach nachmachen, wo man leicht sieht, dass ein Wassermelone von ein Paar Kilos (zum Beispiel) in einer Wasserbecken (Badewanne voller Wasser zum Beispiel), schwimmen kann, während eine sehr leichte Karotte versenkt: die Grösse der Wassermelons so ist, das sie ein Wasservolumen entsprechend ihrem Gewicht bewegt. Die Karotte ingegen, sehr klein, bewegt nicht genug Wasser.
Das Prinzip gilt auch für in ein Gas getauchte Körper, und erklärt, warum der Ballon aufsteigt: aufgrund des (leichteren) Heissluftgehalts, sein Gesamtgewicht geringer al das der Luft (kühler, somit schweres) dessen Stelle er übernahm.
Im Laufe des Erzählens/Spiels, das wir Ihnen anbieten, mit Scratch realisiert, können Sie das Wasserprinzip von Archimedes entdecken, sowie die Grundkonzepte, wie Dichte, Masse und Volumen. Dabei werden Sie von zwei Robotern gesteuert, die Ihnen Fragen stellen, und werden Ihnen erklären, was das Archimedes-Prinzip ist. Gemeinsam, können Sie verschiedene Körper in verschiedenen Flüssigkeiten treiben.
Zum spielen, klicken Sie hier!
Das Projekt wird im Browser geöffnet, auf der Website des Mit ( Massachusetts Institute of Technology). Dann klicken Sie auf die grüne Flagge, und bitte folgen Sie den Anweisungen der beiden Robotern. Wenn Sie auch den Programmteil interessier sind, zögern Sie nicht, in das Programm zu schauen und remixialieren. Machen Sie alle gewünschten Änderungen. Sie können, zum Beispiel, neue Elemente hinzufügen, wie Tone, Tonaufnahmen, andere Flüssigkeiten oder Körper, usw. Am Ende, teilen Sie es mit der Gemeinde Scratch, damit andere von ihrem Fortschritt and Ihrer Kreativität lernen können!
