“바다의 오아시스”는 질량이 10 만톤에 달하는 세계 최대 규모의 유람선이지만 떠 있습니다. 선박 설계자는 아르키메데스의 원리를 활용하는데, 이는 보트가 부유하기 위해서는 자체 무게보다 더 많은 양의 물을 옮겨야한다는 것입니다. 이 복잡한 개념은 아래에 설명 된 것과 같은 흥미로운 시연과 실험을 통해 학생들이보다 쉽게 접근 할 수 있도록합니다.
모든 것이 시작된 방법
고대 그리스에서 히에로 2 세 왕은 지역 금세 공인에게 왕관을 만들도록 의뢰했습니다. 그는 그것이 순금이라고 의심했기 때문에 철학자이자 과학자 인 아르키메데스에게 알아내는 임무를주었습니다. 아르키메데스는 따뜻한 욕조에 들어가서 욕조에 가라 앉았을 때 옆으로 물이 쏟아지는 것을 보았고 물이 그의 몸의 부피와 같다는 것을 깨달았습니다.
"유레카!" 그는이 변위 기술을 사용하여 크라운의 부피와 밀도를 계산할 수 있다고 결정했을 때 외쳤다. 그의 시험은 왕관의 밀도가 금보다 적으므로 왕관이 순금이 아님을 증명했습니다.
볼 대 헐
알루미늄 실린더가 가라 앉는 이유를 물었을 때, 학생은“무게가 더 무겁기 때문에”라고 잘못 대답 할 수 있습니다.
학생들에게 5 인치 x 5 인치 알루미늄 호일 두 조각을줍니다. 둘 다의 질량을 찾으십시오. 학생들에게 호일 한 사각형을 꽉 조이는 공으로 쪼개서 물에 떨어 뜨리고 가라 앉는 것을 보라고합니다. 알루미늄을 떠 다니는 방법을 찾을 때까지 두 번째 사각형으로 실험하십시오.
알루미늄이 보트 모양 일 때 질량은 동일하게 유지되는 동안 부피가 크게 증가했습니다.. 보트의 선체는 공기로 채워져 상당한 무게를 추가하지 않고 부피를 늘립니다. 보트의 질량이 이동하는 물보다 적 으면 보트가 떠 있습니다. 선체가 속이 비어 있으면 보트가 공보다 더 많은 물을 배출합니다.
호버링 헬륨 풍선
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중력은 물체를 유체를 통해 아래로 끌어 당기는 물체의 질량에 따라 달라집니다. 물체가 가라 앉기 시작하면 부력이 물체를 밀어 올리는 역할을합니다. 중력이 부력보다 크면 물체가 가라 앉습니다. 헬륨 풍선은 그들이 대체하는 공기의 질량은 헬륨과 풍선의 질량보다 큽니다.
리본을 헬륨 풍선에 묶으면 부력이 중력보다 크기 때문에 뜨게됩니다. 무게를 늘려 중력을 높이십시오. 프레즐을 리본에 묶어 풍선이 가라 앉을 때까지 무게를 늘립니다. 이제 풍선이 천천히 올라갈 때까지 프레첼의 작은 조각을 조금씩 갉아 먹습니다. 풍선이 "호버링"하도록 할 수 있다면 중력은 부력과 같습니다.
아르키메데스 실험
아르키메데스의 원리를 사용하여 학생들은 물체가 다른 유체에 가라 앉거나 떠 있는지 결정할 수 있습니다.
따뜻한 물로 투명한 유리 잔을 준비하십시오. 포도를 넣으면 가라 앉을 것입니다. 유리 잔에 소금을 넣으면 포도가 뜨기 시작합니다. 아르키메데스의 원리를 기억하십시오. 물체가 유체에서 자체 부피보다 더 무겁다면 가라 앉을 것입니다. 물에 소금을 넣으면 포도와 같거나 더 조밀해질 때까지 단위 부피당 질량이 증가합니다. 이때 포도가 뜰 것입니다.
또한 학생들에게 떠있을 수도 있고 떠 있지 않을 수도있는 이상한 모양의 물체에 대한 영리한 아이디어를 생각해 내고 어떻게 사용할 수 있는지 설명하도록 초대 할 수 있습니다.