ほとんどの子供は浮いたり沈んだりする物体をすばやく特定できますが、浮力について教えるには、水を入れたボウルに物体を浮かせるだけでは不十分です。 水の変位、密度、表面積、および体積の関係を教えるのは難しい場合があります。 実践的な活動と実際の例が役立ちます。
水置換について教える
オブジェクトは、移動した水の重量に等しい力で押されているため、浮きます。 したがって、浮力を教えるための出発点は、学生が水の移動を理解するのを助けることです。 何かが水に入れられたときに何が起こるかを生徒に尋ねます。 浮いたり沈んだりしますが、水にも何かが起こります。 物体と水を同じ空間に置くことはできないことを生徒に伝えます。 オブジェクトが水を押しのけます。 これは変位と呼ばれます。 ボウルの水をほぼ縁まで満たし、次に何かを水に入れることによって、これがどのように機能するかを彼らに示してください。 水中に置くオブジェクトは、ボウルの端に水を押し出すのに十分な大きさである必要があります。
密度について教える
次に、浮かぶ物体は、押しのけた水よりも密度が低いことを説明します。 密度の高いオブジェクトには通常、より多くの分子が密集しています。 分子や熱が追加または除去されると、物体や水は密度が高くなったり低くなったりする可能性があります。 透明なガラスのボウルまたはカップを生徒に見せます。 容器に水道水を入れ、卵が水に浮くのか沈むのかを生徒に予測してもらいます。 卵をそっと水に入れると沈みます。 卵はそれが置き換えた水よりも密度が高いことを説明します。 次に、水に塩を加えます。 水に分子を追加して密度を上げることを生徒に説明します。 追加する量はコンテナによって異なりますが、けちなことはしないでください。 水は塩でかなり曇っているはずです。 次に、卵をもう一度追加します。 浮くはずです。 水に分子を追加したため、水よりも密度が低くなったため、卵が浮いていることを説明します。
重量と体積について教える
ほぼすべての生徒に聞いてみると、重いものは沈み、軽いものは浮くと彼女は言うでしょう。 これはよくあることですが、浮力がどのように機能するかを適切に説明していません。 結局のところ、大きくて重い船と巨大な氷山が浮かんでいます。 リンゴとクリップのどちらが重く感じるかを生徒に尋ねます。 次に、どちらが沈み、どちらが浮くかを予測してもらいます。 リンゴのフロートとペーパークリップのシンクを見て、生徒たちは驚かれることでしょう。 リンゴは重いのに、クリップよりも空気の量が多いため、リンゴが浮いていることを説明します。 ボリュームは、オブジェクトが満たす、または占めるスペースの量であることを説明します。 ビーチボールはボウリング球と同じスペースを占めるため、同じ体積になりますが、体積がほとんど空気であるため、ビーチボールは浮きます。 船は重いですが、船体には空気があり、浮くことができます。 通常、空気やオープンスペースを多く保持するオブジェクトは浮きます。 また、通常は（常にではありませんが）軽いため、軽いオブジェクトは浮く傾向があり、重いオブジェクトは沈む傾向があります。
表面積について教える
浮力はオブジェクトを押し上げる力であり、オブジェクトが押し上げる力の表面積が大きいほど、オブジェクトが浮く可能性が高くなり、保持される重量が大きくなります。 さらに、物体の表面積が大きい場合、より多くの水が押しのけられます。 生徒に2つの浅いキャップを見せます。1つはサワークリームの容器のふたのように幅が広く、もう1つは水筒のふたのように小さくする必要があります。 小さなふたを水を入れたボウルに浮かべ、沈むまでペニーを積み重ねます。 同じ数のペニーがより広いふたを沈めるかどうかを予測するように生徒に依頼し、予測を正当化するように生徒に依頼します。 次に、同じ数のペニーを広いふたに置きます。 ふたの表面積が大きいため、ふたが浮き続けることができることを説明します。