„Оаза мора“ је највећи светски брод за крстарење масе 100.000 тона, али ипак плута. Дизајнери бродова користе се Архимедовим принципом, који каже да да би чамац пловио мора истиснути једнаку количину воде више од сопствене тежине. Овај сложени концепт постаје приступачнији студентима коришћењем занимљивих демонстрација и експеримената попут оних описаних у наставку.
Како је све почело
У древној Грчкој, краљ Хиеро ИИ је наручио круну коју је израдио локални златар. Сумњао је да је реч о чистом злату, па је филозофу-научнику Архимеду дао задатак да то сазна. Архимед је закорачио у топлу купку и видео како се вода прелила преко бока док је тонуо у каду и схватио да је истиснута вода једнака запремини његовог тела.
"Еурека!" узвикнуо је када је утврдио да би могао да користи ову технику померања за израчунавање запремине и густине круне. Његов тест је показао да је густина круне мања од злата, па круница није била чисто злато.
Лопта против трупа
На питање зашто алуминијумски цилиндар тоне, студент може погрешно одговорити: „Јер је тежи.“
Дајте ученицима два комада алуминијумске фолије величине 5 инча са 5 инча. Наћи масу оба. Замолите ученике да један квадрат фолије згњече у чврсту куглу, спусте је у воду и гледају како тоне. Експериментишите са другим квадратом док не пронађете начин да алуминијум плута.
Када је алуминијум обликован попут чамца, плутаће јер запремина се знатно повећала док је маса остала иста. Труп чамца је испуњен ваздухом, повећавајући запремину без додавања значајне тежине. Чамац ће плутати ако је маса чамца мања од воде коју истискује. Са шупљим трупом, чамац ће истиснути више воде него лопта.
Лебдећи хелијумски балон
•••Цомстоцк / Стоцкбите / Гетти Имагес
Сила гравитације зависи од масе предмета који ће га повући надоле кроз течност. Како предмет почиње да тоне, узлазна сила делује да га потисне према горе. Ако је гравитациона сила већа од узлазне силе, предмет ће потонути. Хелијумови балони лебде у ваздуху јер маса ваздуха који истискују већа је од масе хелијума и балона.
Вежите врпцу за хелијумски балон и он ће плутати јер је сила узлета већа од силе гравитације. Повећајте силу гравитације повећањем тежине. Привежите презле за врпцу, повећавајући тежину док балон не тоне. Сада грицкајте мале комадиће переца док балон полако не почне да се диже. Ако успете да балон „лебди“, гравитациона сила једнака је полетној сили.
Архимедови експерименти
Користећи Архимедов принцип, студенти могу да утврде да ли ће неки предмет потонути или плутати у различитим течностима.
Припремите бистру чашу са топлом водом. Додајте грожђе и оно ће потонути. Посолите чашу и грожђе почиње да плута. Запамтите Архимедов принцип: Ако је предмет тежи више од сопствене запремине у течности, потонуће. Додавање соли у воду повећаће масу по јединици запремине док не буде једнака или гушћа од грожђа. У то време ће грожђе плутати.
Такође можете позвати студенте да смисле паметне идеје о објектима необичног облика који могу плутати или не, и описују како би се могли користити.