Sådan lærer du opdrift til grundskolebørn

De fleste børn kan hurtigt identificere objekter, der flyder eller synker, men undervisning i opdrift involverer meget mere end flydende objekter i en skål vand. Det kan være vanskeligt at lære forholdet mellem vandforskydning, tæthed, overfladeareal og volumen. Praktiske aktiviteter og virkelige eksempler kan hjælpe.

Objekter flyder, fordi de skubbes på af en kraft svarende til vægten af ​​det vand, de fortrængte. Derfor er udgangspunktet for undervisning i opdrift at hjælpe eleverne med at forstå vandforskydning. Spørg eleverne, hvad der sker, når noget placeres i vand. Det flyder eller synker, men der sker også noget med vandet. Fortæl eleven, at genstanden og vandet ikke kan være i samme rum; objektet skubber vandet til side. Dette kaldes forskydning. Vis dem, hvordan dette fungerer ved at fylde en skål vand næsten til kanten og derefter placere noget i vandet. Objektet, du placerer i vandet, skal være stort nok til at skubbe vand ud over skålens kanter.

Forklar derefter, at genstande, der flyder, er mindre tætte end det vand, de skubbede til side. Tætte genstande har normalt flere molekyler, der er overfyldt tæt på hinanden. Objekter og vand kan blive tættere eller mindre tætte, hvis der tilsættes eller fjernes molekyler eller varme. Vis eleverne en klar glasskål eller kop. Fyld beholderen med ledningsvand, og bed eleverne om at forudsige, om et æg flyder eller synker i vandet. Anbring ægget forsigtigt i vandet, så det skal synke. Forklar, at ægget er tættere end det vand, det fortrængte. Tilsæt derefter salt til vandet. Forklar for de studerende, at du tilføjer molekyler til vandet, hvilket gør det mere tæt. Det beløb, du tilføjer, varierer afhængigt af din container, men vær ikke nærig; vandet skal være ret overskyet med salt. Tilsæt derefter ægget igen. Det skal flyde. Forklar, at fordi du tilføjede molekyler til vandet, flyder ægget, fordi det nu er mindre tæt end vandet.

Spørg næsten enhver elev, og hun vil fortælle dig, at tunge ting synker og lette ting flyder. Selv om dette ofte er tilfældet, beskriver det ikke tilstrækkeligt, hvordan opdrift fungerer. Når alt kommer til alt, svæver store, tunge skibe og enorme isbjerge. Spørg eleverne, hvad der føles tungere: et æble eller en papirclips. Lad dem så forudsige, hvilken der vil synke, og hvilken der vil flyde. Eleverne vil blive overrasket over at se æblet flyde og papirclipsen synke. Forklar, at æblet flyder, fordi det har et større volumen luft end papirclipsen, selvom det er tungere. Forklar, at volumen er den mængde plads, et objekt fylder eller optager. En strandbold optager samme plads som en bowlingkugle, så de har samme volumen, men strandkuglen flyder, fordi dens volumen for det meste er luft. Skibene er tunge, men de har luft i deres skrog, der giver dem mulighed for at flyde. Objekter, der holder meget luft eller åbent rum, flyder normalt. De er også normalt - men ikke altid - lette, hvorfor lette genstande har tendens til at flyde, og tunge genstande har tendens til at synke.

Opdrift er en kraft, der skubber op på objekter, og jo mere overfladeareal objektet har for kraften at skubbe op på, jo større chance er det for at flyde og jo mere vægt holder det. Derudover fortrænges mere vand, når overfladen på et objekt er stort. Vis eleverne to overfladiske hætter - den ene skal være bred, f.eks. Låget til en beholder med creme fraiche, og den anden skal være lille, f.eks. Låget til en vandflaske. Flyd det lille låg i en skål vand og stab øre på det, indtil det synker. Bed de studerende om at forudsige, om det samme antal øre vil synke det bredere låg eller ej, og bede dem om at retfærdiggøre deres forudsigelser. Sæt derefter det samme antal øre på det bredere låg. Forklar, at det større overfladeareal på låget gør det muligt at fortsætte med at flyde.