Roliga Archimedes-principexperiment

"Oasis of the Seas" är världens största kryssningsfartyg med en massa på 100 000 ton, men ändå flyter det. Fartygsdesigners använder Archimedes princip, som säger att för att en båt ska kunna flyta måste den förskjuta en lika stor volym vatten mer än sin egen vikt. Detta komplexa koncept görs mer tillgängligt för studenter genom att använda intressanta demonstrationer och experiment som de som beskrivs nedan.

I antika Grekland beställde kung Hiero II en krona som skulle göras av en lokal guldsmed. Han tvivlade på att det var rent guld, så han gav filosof-forskaren Archimedes uppgiften att ta reda på det. Archimedes gick in i ett varmt bad och såg vatten rinna ut över sidan när han sjönk i badkaret och insåg att det förskjutna vattnet var lika med kroppens volym.

"Eureka!" utropade han när han bestämde sig för att han kunde använda denna förskjutningsteknik för att beräkna kronans volym och densitet. Hans test visade att kronans densitet var mindre än guld, så att kronan inte var rent guld.

På frågan varför en aluminiumcylinder sjunker kan en elev felaktigt svara: "Eftersom den väger mer."

Ge eleverna två bitar av 5 tum-för-5-tums aluminiumfolie. Hitta massan av båda. Be eleverna krossa en kvadrat folie i en tät boll, släpp den i vattnet och se den sjunka. Experimentera med det andra torget tills du hittar ett sätt att få aluminium att flyta.

När aluminiumet är format som en båt kommer det att flyta pga volymen har ökat kraftigt medan massan har varit densamma. Båtens skrov är fyllt med luft, vilket ökar volymen utan att lägga betydande vikt. Båten flyter om båtens massa är mindre än vattnet den förskjuter. Med ett ihåligt skrov kommer båten att förskjuta mer vatten än bollen.

•••Comstock / Stockbyte / Getty Images

Tyngdkraften beror på massan av objektet för att dra ner det genom en vätska. När objektet börjar sjunka verkar flytande kraft för att skjuta upp objektet. Om tyngdkraften är större än flytkraften kommer objektet att sjunka. Heliumballonger flyter i luften för luftmassan de förskjuter är större än massan av helium och ballong.

Knyt ett band till en heliumballong så flyter det eftersom den flytande kraften är större än tyngdkraften. Öka tyngdkraften genom att öka vikten. Fäst kringlor på bandet, öka vikten tills ballongen sjunker. Nibba nu små bitar av kringlan tills ballongen sakta börjar stiga. Om du kan få ballongen att "sväva" är gravitationskraften lika med den flytande kraften.

Med hjälp av Archimedes princip kan eleverna avgöra om ett objekt kommer att sjunka eller flyta i olika vätskor.

Förbered ett klart glas med varmt vatten. Lägg till en druva så sjunker den. Tillsätt salt i glaset och druvan börjar flyta. Kom ihåg Archimedes princip: Om ett objekt väger mer än sin egen volym i vätska kommer det att sjunka. Tillsätt salt till vattnet ökar massan per volymenhet tills den är lika eller tätare än druvan. Vid den här tiden kommer druvan att flyta.

Du kan också bjuda in eleverna att komma med smarta idéer om konstigt formade föremål som kanske flyter eller inte, och beskriva hur de kan användas.