Cum să predați flotabilitatea copiilor de școală

Majoritatea copiilor pot identifica rapid obiecte care vor pluti sau se vor scufunda, dar predarea despre flotabilitate presupune mult mai mult decât obiecte plutitoare într-un castron cu apă. Poate fi dificil să învățați relația dintre deplasarea apei, densitatea, suprafața și volumul. Activitățile practice și exemplele din lumea reală vă pot ajuta.

Obiectele plutesc pentru că sunt împinse de o forță egală cu greutatea apei pe care au deplasat-o. Prin urmare, punctul de plecare al predării flotabilității este de a ajuta elevii să înțeleagă deplasarea apei. Întrebați elevii ce se întâmplă atunci când ceva este pus în apă. Plutește sau se scufundă, dar i se întâmplă ceva și apei. Spuneți elevului că obiectul și apa nu pot fi în același spațiu; obiectul împinge apa deoparte. Aceasta se numește deplasare. Arătați-le cum funcționează acest lucru umplând un castron de apă aproape până la margine și apoi plasând ceva în apă. Obiectul pe care îl așezați în apă ar trebui să fie suficient de mare pentru a împinge apa peste marginile castronului.

Apoi explicați că obiectele care plutesc sunt mai puțin dense decât apa pe care au împins-o deoparte. Obiectele dense au, de obicei, mai multe molecule care sunt aglomerate unul lângă altul. Obiectele și apa pot deveni mai dense sau mai puțin dense dacă se adaugă sau se îndepărtează molecule sau căldură. Arătați elevilor un vas sau o ceașcă de sticlă transparentă Umpleți recipientul cu apă de la robinet și cereți elevilor să prezică dacă un ou va pluti sau se va scufunda în apă. Așezați ușor oul în apă și ar trebui să se scufunde. Explicați că oul este mai dens decât apa pe care a deplasat-o. Apoi adăugați sare în apă. Explicați elevilor că adăugați molecule în apă, făcându-o astfel mai densă. Suma pe care o adăugați va varia în funcție de container, dar nu fi zgârcit; apa ar trebui să fie destul de tulbure cu sare. Apoi adăugați din nou oul. Ar trebui să plutească. Explicați că, deoarece ați adăugat molecule în apă, oul plutește pentru că acum este mai puțin dens decât apa.

Întrebați aproape orice student și ea vă va spune că lucrurile grele se scufundă și lucrurile ușoare plutesc. Deși acest lucru este adesea cazul, nu descrie în mod adecvat modul în care funcționează flotabilitatea. La urma urmei, plutesc nave mari și grele și aisberguri enorme. Întrebați elevii care se simte mai greu: un măr sau o agrafă. Apoi, puneți-i să prezică care se va scufunda și care va pluti. Elevii vor fi surprinși să vadă mărul plutind și chiuveta cu agrafe. Explicați că mărul plutește, deoarece are un volum de aer mai mare decât agrafa, chiar dacă este mai greu. Explicați că volumul este cantitatea de spațiu pe care un obiect îl umple sau îl ocupă. O minge de plajă ocupă același spațiu ca o minge de bowling, deci au același volum, dar minge de plajă va pluti deoarece volumul său este în mare parte aer. Navele sunt grele, dar au aer în corpuri care le permite să plutească. Obiectele care dețin mult aer sau spațiu deschis plutesc de obicei. De asemenea, sunt de obicei - dar nu întotdeauna - ușoare, motiv pentru care obiectele ușoare tind să plutească, iar obiectele grele tind să se scufunde.

Flotabilitatea este o forță care împinge în sus obiectele și, cu cât obiectul are o suprafață mai mare pentru ca forța să împingă în sus, cu atât mai multe șanse să plutească și cu cât va avea mai multă greutate. În plus, mai multă apă este deplasată atunci când suprafața unui obiect este mare. Arătați-le elevilor două capace de mică adâncime - unul trebuie să fie lat, cum ar fi capacul unui recipient cu smântână, iar celălalt să fie mic, cum ar fi capacul unei sticle de apă. Plutim capacul mic într-un castron cu apă și stivuim bănuți pe el până se scufundă. Rugați elevii să prezică dacă același număr de bănuți va scufunda capacul mai larg și rugați-i să-și justifice predicțiile. Apoi puneți același număr de bănuți pe capacul mai larg. Explicați că suprafața mai mare a capacului îi permite să continue să plutească.