Ako učiť vztlak na základnej škole

Väčšina detí dokáže rýchlo identifikovať predmety, ktoré sa budú vznášať alebo potápať, ale výučba vztlaku zahŕňa oveľa viac ako plávanie predmetov v miske s vodou. Môže byť zložité naučiť sa vzťah medzi výtlakom vody, hustotou, povrchovou plochou a objemom. Môžu vám pomôcť praktické aktivity a príklady zo skutočného sveta.

Objekty plávajú, pretože sú na ne tlačené silou rovnajúcou sa hmotnosti vody, ktorú premiestnili. Preto je východiskovým bodom výučby vztlaku pomoc študentom porozumieť výtlaku vody. Spýtajte sa študentov, čo sa stane, keď niečo umiestnite do vody. Pláva alebo sa potápa, ale niečo sa stane aj s vodou. Povedzte študentovi, že predmet a voda nemôžu byť v rovnakom priestore; predmet tlačí vodu nabok. Toto sa nazýva posunutie. Ukážte im, ako to funguje, tak, že naplníte misku s vodou takmer po okraj a potom niečo do vody vložíte. Predmet, ktorý umiestnite do vody, by mal byť dostatočne veľký, aby tlačil vodu cez okraje misy.

Ďalej vysvetlite, že objekty, ktoré plávajú, sú menej husté ako voda, ktorú odsunuli nabok. Husté objekty majú zvyčajne viac molekúl, ktoré sú preplnené blízko seba. Predmety a voda môžu byť hustejšie alebo menej husté, ak sa pridajú alebo odoberú molekuly alebo teplo. Ukážte žiakom misku alebo pohár z číreho skla. Naplňte nádobu vodou z vodovodu a požiadajte študentov, aby predpovedali, či bude vajíčko plávať alebo klesať vo vode. Jemne vložte vajíčko do vody a malo by sa potopiť. Vysvetlite, že vajce je hustejšie ako voda, ktorú vytlačilo. Potom do vody pridáme soľ. Vysvetlite študentom, že do vody pridávate molekuly, čím sa stáva hustejšia. Množstvo, ktoré pridáte, sa bude líšiť v závislosti od vášho kontajnera, ale nebuďte skúpy; voda by mala byť dosť kalná so soľou. Potom znovu pridajte vajíčko. Malo by plávať. Vysvetlite, že pretože ste do vody pridali molekuly, vajíčko pláva, pretože teraz je menej husté ako voda.

Opýtajte sa takmer ktorejkoľvek študentky a ona vám povie, že ťažké veci sa potápajú a ľahké plávajú. Aj keď tomu tak často je, dostatočne neopisuje, ako funguje vztlak. Napokon plávajú veľké, ťažké lode a obrovské ľadovce. Spýtajte sa študentov, ktorí sa cítia ťažšie: jablko alebo kancelárska sponka. Potom ich nechajte predpovedať, ktoré sa potopia a ktoré budú plávať. Študenti budú prekvapení, keď uvidia, ako sa jablko vznáša a spinka na kancelárske sponky. Vysvetlite, že jablko pláva, pretože má väčší objem vzduchu ako kancelárska sponka, aj keď je ťažšie. Vysvetlite, že objem je množstvo priestoru, ktoré objekt vyplní alebo zaberá. Plážová lopta zaberá rovnaké miesto ako bowlingová lopta, takže majú rovnaký objem, ale plážová lopta bude plávať, pretože jej objem je väčšinou vzduch. Lode sú ťažké, ale v trupoch majú vzduch, ktorý im umožňuje plávať. Predmety, ktoré zadržiavajú veľa vzduchu alebo na otvorenom priestranstve, sa zvyčajne vznášajú. Oni sú tiež zvyčajne - ale nie vždy - ľahké, čo je dôvod, prečo ľahké predmety majú tendenciu plávať a ťažké predmety majú tendenciu klesať.

Vztlak je sila, ktorá tlačí na predmety, a čím viac povrchu má predmet, aby na ňu sila mohla tlačiť, tým väčšia je šanca, že sa vznáša a tým väčšiu váhu udrží. Okrem toho sa viac vody vytlačí, keď je povrch objektu veľký. Ukážte študentom dve plytké čiapky - jedna by mala byť široká, napríklad veko nádoby s kyslou smotanou, a druhá by mala byť malá, napríklad veko fľaše s vodou. Malé viečko zaplávajte v miske s vodou a naskladajte na ňu haliere, kým neklesne. Požiadajte študentov, aby predpovedali, či rovnaký počet pencí potopí širšie viečko, alebo nie, a vyzvite ich, aby svoje predpovede odôvodnili. Rovnaký počet halierov potom vložte na širšie viečko. Vysvetlite, že väčší povrch viečka umožňuje jeho ďalšie plávanie.