Kako naučiti vzgona za šolarje

Večina otrok lahko hitro prepozna predmete, ki bodo plavali ali potonili, vendar poučevanje o vzgonu vključuje veliko več kot lebdenje predmetov v skledi z vodo. Težko je naučiti razmerja med izpodrivanjem vode, gostoto, površino in prostornino. Pomagajo lahko praktične dejavnosti in primeri iz resničnega sveta.

Predmeti plavajo, ker jih potisne sila, enaka teži vode, ki so jo izpodrinili. Zato je izhodišče vzgona vzgoja učencem pomagati razumeti izpodrivanje vode. Vprašajte učence, kaj se zgodi, ko nekaj postavite v vodo. Plava ali ponikne, nekaj pa se zgodi tudi z vodo. Povejte učencu, da predmet in voda ne moreta biti v istem prostoru; predmet potisne vodo na stran. To se imenuje premik. Pokažite jim, kako to deluje, tako da skledo z vodo napolnite skoraj do roba in nato nekaj položite v vodo. Predmet, ki ga postavite v vodo, mora biti dovolj velik, da potiska vodo čez robove posode.

Nato razložite, da so predmeti, ki plavajo, manj gosti od vode, ki so jo potisnili vstran. Gosti predmeti imajo običajno več molekul, ki so gneče blizu. Predmeti in voda lahko postanejo bolj gosti ali manj gosti, če jim dodamo ali odvzamemo molekule ali toploto. Učencem pokažite stekleno skledo ali skodelico. Napolnite posodo z vodo iz pipe in učence prosite, naj predvidijo, ali bo jajče plavalo ali potonilo v vodi. Nežno položite jajce v vodo in naj se potopi. Pojasnite, da je jajčece gostejše od vode, ki jo je izpodrinilo. Nato vodo dodajte sol. Učencem razložite, da v vodo dodajate molekule in jo tako naredite bolj gosto. Količina, ki jo dodate, se razlikuje glede na posodo, vendar ne bodite skopi; voda naj bo precej motna s soljo. Nato znova dodajte jajce. Moral bi plavati. Pojasnite, da ker ste v vodo dodali molekule, jajce plava, ker je zdaj manj gosto kot voda.

Vprašajte skoraj katerega koli študenta, in ona vam bo povedala, da težke stvari tonejo in lahke stvari plavajo. Čeprav je to pogosto tako, ne opisuje ustrezno, kako deluje vzgon. Navsezadnje plavajo velike, težke ladje in ogromne ledene gore. Učence vprašajte, kateri občutek je težji: jabolko ali sponka. Nato naj napovejo, katera bo potonila in katera bo plavala. Učenci bodo presenečeni, ko bodo videli plavajoče jabolko in sponko. Pojasnite, da jabolko plava, ker ima večjo količino zraka kot sponka, čeprav je težje. Pojasnite, da je prostornina prostor, ki ga objekt zapolni ali zasede. Žoga za plažo zavzame enak prostor kot kegljanje, zato imajo enako prostornino, toda žoga za plažo bo plavala, ker je njena prostornina večinoma zrak. Ladje so težke, vendar imajo v trupu zrak, ki jim omogoča plavanje. Predmeti, ki imajo veliko zraka ali odprtega prostora, običajno plavajo. Prav tako so ponavadi - vendar ne vedno - lahki, zato lahki predmeti ponavadi plavajo, težki predmeti pa se pogrezajo.

Vzgon je sila, ki potisne predmete navzgor in večja kot ima površina, da ima sila silo navzgor, večja je možnost, da bo plaval in večjo težo bo imel. Poleg tega se več vode premakne, kadar je površina predmeta velika. Učencem pokažite dve plitvi kapici - ena naj bo široka, na primer pokrov posode s kislo smetano, druga pa majhna, na primer pokrov steklenice za vodo. Majhen pokrov priplavajte v skledo z vodo in nanj zložite penije, dokler ne potone. Učence prosite, naj predvidijo, ali bo enako število penijev potonilo širši pokrov, in prosite, naj utemeljijo svoje napovedi. Nato položite enako število penijev na širši pokrov. Pojasnite, da večja površina pokrova omogoča, da še naprej plava.