Versuchsüberblick

In Form eines kleinen Wettkampfs messen sich die Kinder darin, wer die meisten Reißzwecken oder Büroklammern auf eine Wasseroberfläche legen kann. Hier kommt es auf feinmotorische Fähigkeiten an. Häufig haben sonst eher zurückhaltende ruhige Kinder bei diesem Experiment große Erfolgserlebnisse.

Wenn man sie vorsichtig auflegt, schwimmen die Reißzwecken dank der so genannten "Oberflächenspannung", die wir schon beim "Wasserberg" kennen gelernt haben. Sie führt dazu, dass einige leichte Dinge auf der Oberfläche schwimmen.

Der Versuch beginnt

Fragen Sie die Kinder, ob sie Tiere kennen, die über das Wasser laufen können. Warum gehen sie nicht unter?

Füllen Sie die Schalen etwa 5 cm hoch mit Wasser und stellen Sie jedem Kind mindestens zehn Reißzwecken zur Verfügung. Es gibt verschiedene Reißzweckentypen, die sich unterschiedlich gut auf die Wasseroberfläche legen lassen.

Es ist daher sinnvoll, dass Sie die Reißzwecken zuvor testen - sie sollten auf alle Fälle einen flachen, nicht gebogenen Kopf haben.

Geben Sie jedem Kind ein eigenes Abtrockentuch (oder Handtuch). Papiertücher sind nicht so gut geeignet, weil sie schnell zerfasern.

So geht es weiter

Würden Sie eine Reißzwecke einfach nur ins Wasser werfen, ginge sie unter. Probieren Sie das gemeinsam mit den Kindern aus! Fassen die Kinder dagegen die Reißzwecken am Dorn an und legen sie vorsichtig auf die Wasseroberfläche, so sinken die Reißzwecken nicht.

Wichtig: Eine nasse Reißzwecke lässt sich nicht mit nassen Fingern auf das Wasser legen. Die Kinder müssen sich also unbedingt zwischen den Versuchen die Finger abtrocknen und eine neue, trockene Reißzwecke verwenden!

Tipp: Formulieren Sie einen kleinen Wettbewerb („Wer schafft mehr als 10?" oder „Der Rekord heute liegt bei 14.").

Fordern Sie die Kinder auf, genau zu beschreiben, wie man die Reißzwecken auf das Wasser legen muss, damit sie nicht untergehen, und wie die Wasseroberfläche rings um die Reißzwecken aussieht.

Noch spannender ist, wenn die Kinder die Wasseroberfläche durch eine Lupe betrachten.

Das passiert

Arbeiten die Kinder vorsichtig genug und stoßen nicht an den Tisch, wird es ihnen gelingen, mehrere Reißzwecken auf die Wasseroberfläche zu legen.

Dabei ist gut zu beobachten, dass das Gewicht der Reißzwecken die Wasseroberfläche eindellt. Es entsteht ein kleines Gefälle und nahe beieinander liegende Reißzwecken stoßen bald aneinander und bilden „Reißzweckeninseln". Ist die Belastung der „Wasserhaut" an dieser Stelle zu hoch, versinken alle Reißzwecken.

Ideen zur Fortsetzung

Neben Reißzwecken können die Kinder nun versuchen, auch Büroklammern auf die Wasseroberfläche zu legen. Allerdings ist dies nicht ganz so einfach! Außerdem sollten Sie auch hier wie mit den Reißzwecken vorher ausprobieren, ob sich die Büroklammern überhaupt auflegen lassen.

Ein kleiner Trick hilft: Die Kinder legen eine Klammer quer auf die Spitze des Zeigefingers und senken sie dann langsam ins Wasser. Damit die Büroklammer mit ihrer gesamten Fläche gleich zeitig das Wasser berührt, muss der Finger dabei angewinkelt werden. Die Klammer sollten sie nicht schräg auflegen, sonst geht sie bestimmt unter. Den Finger ziehen sie dann vorsichtig unter der schwimmenden Büroklammer weg!

Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Büroklammer mit Daumen und Zeigefinger anzufassen und langsam ganz gerade auf die Oberfläche zu setzen.

Die Schwierigkeit besteht darin, genau zu erkennen, wo die Wasseroberfläche beginnt. Auch hier gilt: Büroklammer und Finger müssen unbedingt trocken sein!

Ähnlich wie die Reißzwecken nähern sich die Büroklammern ein ander und bilden schnell „Flöße". Auch hier ist gut zu sehen, wie das Gewicht des Drahts die Wasseroberfläche nach unten drückt. Zwischen den Drahtabschnitten ist die Wasserhaut dagegen sichtbar nach oben gewölbt.

Der Hintergrund

Normalerweise sinken Büroklammern und Reißzwecken, da sie schwerer sind als Wasser. Wie bereits beim Experiment „Der wacklige Wasserberg" beschrieben, halten sich die Wasserteilchen jedoch aneinander fest, so dass eine Art „Wasserhaut" entsteht.

Diese kann auch Dinge tragen, die etwas schwerer sind als Wasser. Dazu muss man die Gegenstände aber vorsichtig auflegen; ansonsten „reißt" die Wasserhaut und die Büroklammern und Reißzwecken gehen unter.

Der Zusammenhalt der Wasserteilchen passiert zwar überall im Wasser, ist aber an der Oberfläche besonders gut zu sehen. Sie können diesen Zusammenhalt noch einmal veranschaulichen, indem Sie Ihre Hände ineinander verschränken und einen fiktiven Gegenstand darauflegen, der Ihre Hände ein wenig nach unten zieht. Solange dieser Gegenstand leicht genug ist, bleibt der Zusammenhalt der Wasserteilchen (bzw. Ihrer Hände) erhalten und der Gegenstand schwimmt!

Nicht verwechseln sollte man aber die Oberflächenspannung mit dem Grund, weshalb Schiffe schwimmen. Schiffe sind zu schwer, um von der Oberflächenspannung getragen zu werden. Sie schwimmen, weil die Masse des von ihnen verdrängten Wassers genau ihrer eigenen Masse entspricht (siehe Experiment „Der tauchende Strohhalm").

Warum kann man aber so schwer eine nasse Büroklammer mit nassen Händen auflegen? Der Grund ist ganz einfach der, dass sich auch die Wasserteilchen der nassen Hände und nassen Büroklammer anziehen. Damit „klebt" die Büroklammer also praktisch an dem Finger und wird mit diesem beim Auflegen in die Tiefe gezogen!

Schlagworte zum Experiment

Wasser, Oberflächenspannung, Sinken und Schwimmen, Spülmittel, Wasserteilchen