"Oasis of the Seas" er verdens største krydstogtskib med en masse på 100.000 tons, men alligevel flyder det. Skibsdesignere anvender Archimedes 'princip, som siger, at for at en båd kan flyde, skal den fortrænge et lige så stort vandmængde mere end sin egen vægt. Dette komplekse koncept gøres mere tilgængeligt for studerende ved hjælp af interessante demonstrationer og eksperimenter som dem, der er beskrevet nedenfor.
Sådan startede det hele
I det antikke Grækenland bestilte kong Hiero II en krone, der skulle fremstilles af en lokal guldsmed. Han tvivlede på, at det var rent guld, så han gav filosof-videnskabsmand Archimedes til opgave at finde ud af det. Archimedes trådte ind i et varmt bad og så vand løbe ud over siden, da han sank ned i karret og indså, at det fortrængte vand svarede til hans krops volumen.
“Eureka!” udbrød han, da han besluttede, at han kunne bruge denne forskydningsteknik til at beregne kroneens volumen og tæthed. Hans test beviste, at kronens tæthed var mindre end guld, og dermed var kronen ikke rent guld.
Ball Versus Hull
Når man bliver spurgt, hvorfor en aluminiumscylinder synker, svarer en studerende muligvis forkert: "Fordi den vejer mere."
Giv eleverne to stykker 5-tommers-for-5-tommer aluminiumsfolie. Find massen af begge. Bed eleverne om at knuse en firkant folie i en tæt kugle, smide den ned i vandet og se den synke. Eksperimenter med den anden firkant, indtil du finder en måde at få aluminiumet til at flyde.
Når aluminiumet er formet som en båd, flyder det fordi lydstyrken er steget kraftigt, mens massen har været den samme. Bådets skrog er fyldt med luft, hvilket øger lydstyrken uden at tilføje betydelig vægt. Båden flyder, hvis bådens masse er mindre end det vand, den fortrænger. Med et hul skrog vil båden fortrænge mere vand end bolden.
Hovering Helium Balloon
•••Comstock / Stockbyte / Getty Images
Tyngdekraften afhænger af genstandens masse for at trække den ned gennem en væske. Når objektet begynder at synke, virker kraftig kraft for at skubbe objektet op. Hvis tyngdekraften er større end flydende kraft, vil objektet synke. Heliumballoner flyder i luften fordi luftens masse, som de fortrænger, er større end massen af helium og ballon.
Bind et bånd til en heliumballon, og det flyder, fordi den flydende kraft er større end tyngdekraften. Forøg tyngdekraften ved at øge vægten. Bind kringler til båndet, øg vægten, indtil ballonen synker. Knib nu små stykker af kringlen, indtil ballonen langsomt begynder at hæve sig. Hvis du kan få ballonen til at "svæve", er tyngdekraften lig med den kraftige kraft.
Archimedes eksperimenter
Ved hjælp af Archimedes 'princip kan studerende bestemme, om en genstand vil synke eller flyde i forskellige væsker.
Forbered et klart glas med varmt vand. Tilføj en drue, og den vil synke. Tilsæt salt til glasset, og druen begynder at flyde. Husk Archimedes 'princip: Hvis et objekt vejer mere end dets eget volumen i væske, vil det synke. Tilsætning af salt til vandet øger massen pr. Volumen enhed, indtil den er lig eller mere tæt end druen. På dette tidspunkt flyder druen.
Du kan også invitere eleverne til at komme med kloge ideer om mærkeligt formede genstande, der måske eller måske ikke flyder, og beskrive, hvordan de kunne bruges.
