วิธีการสอนการลอยตัวให้กับเด็กวัยเรียน

เด็กส่วนใหญ่สามารถระบุวัตถุที่จะลอยหรือจมได้อย่างรวดเร็ว แต่การสอนเกี่ยวกับการลอยตัวนั้นเกี่ยวข้องกับการลอยตัวในอ่างน้ำมากกว่า การสอนความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนตัวของน้ำ ความหนาแน่น พื้นที่ผิว และปริมาตรอาจเป็นเรื่องยาก กิจกรรมภาคปฏิบัติและตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริงสามารถช่วยได้

วัตถุลอยเพราะถูกผลักด้วยแรงเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่พวกมันเคลื่อนที่ ดังนั้น จุดเริ่มต้นของการสอนการลอยตัวคือการช่วยให้นักเรียนเข้าใจการเคลื่อนตัวของน้ำ ถามนักเรียนว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อวางของลงในน้ำ มันลอยหรือจม แต่มีบางอย่างเกิดขึ้นกับน้ำ บอกนักเรียนว่าสิ่งของและน้ำต้องไม่อยู่ในที่เดียวกัน วัตถุดันน้ำออกไป สิ่งนี้เรียกว่าการกระจัด แสดงให้พวกเขาเห็นว่าสิ่งนี้ทำงานอย่างไรโดยเติมน้ำในชามเกือบถึงขอบแล้ววางบางอย่างลงในน้ำ วัตถุที่คุณวางในน้ำควรมีขนาดใหญ่พอที่จะดันน้ำไปที่ขอบชามได้

อธิบายต่อไปว่าวัตถุที่ลอยอยู่มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่ผลักกัน วัตถุหนาแน่นมักมีโมเลกุลมากกว่าซึ่งอยู่ชิดกัน วัตถุและน้ำอาจมีความหนาแน่นมากขึ้นหรือหนาแน่นน้อยลงหากเพิ่มหรือนำโมเลกุลหรือความร้อนออก ให้นักเรียนดูชามหรือถ้วยแก้วใส เติมน้ำประปาลงในภาชนะแล้วให้นักเรียนทำนายว่าไข่จะลอยหรือจมลงไปในน้ำ ค่อยๆ วางไข่ลงในน้ำ แล้วไข่จะจม อธิบายว่าไข่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำที่มันถูกแทนที่ จากนั้นเติมเกลือลงไปในน้ำ อธิบายให้นักเรียนฟังว่าคุณกำลังเติมโมเลกุลลงไปในน้ำ ซึ่งจะทำให้น้ำมีความหนาแน่นมากขึ้น ปริมาณที่คุณเพิ่มจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับภาชนะของคุณ แต่อย่าตระหนี่ น้ำควรมีเมฆมากและมีเกลือ จากนั้นใส่ไข่ลงไปอีกครั้ง มันควรจะลอย อธิบายว่าเพราะคุณเติมโมเลกุลลงไปในน้ำ ไข่จึงลอยเพราะตอนนี้มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ

ถามนักเรียนเกือบทุกคน แล้วเธอจะบอกคุณว่าของหนักจมและของเบาจะลอย แม้ว่ามักจะเป็นกรณีนี้ แต่ก็ไม่ได้อธิบายอย่างเพียงพอว่าการลอยตัวทำงานอย่างไร ท้ายที่สุดแล้ว เรือขนาดใหญ่และหนักและภูเขาน้ำแข็งขนาดใหญ่ก็ลอย ถามนักเรียนที่รู้สึกหนักกว่า: แอปเปิ้ลหรือคลิปหนีบกระดาษ จากนั้นให้พวกเขาทำนายว่าอันไหนจะจมและอันไหนจะลอย นักเรียนจะประหลาดใจเมื่อเห็นแอปเปิ้ลลอยและคลิปหนีบกระดาษจม อธิบายว่าแอปเปิลลอยได้เพราะมีปริมาตรอากาศมากกว่าคลิปหนีบกระดาษถึงแม้จะหนักกว่าก็ตาม อธิบายว่าปริมาตรคือปริมาณพื้นที่ที่วัตถุเติมหรือครอบครอง ลูกชายหาดใช้พื้นที่เท่ากับลูกโบว์ลิ่ง จึงมีปริมาตรเท่ากัน แต่ลูกชายหาดจะลอยเพราะปริมาตรส่วนใหญ่เป็นอากาศ เรือมีน้ำหนักมาก แต่มีอากาศในลำเรือที่ช่วยให้ลอยได้ วัตถุที่มีอากาศหรือที่โล่งมักจะลอย พวกมันมักจะ - แต่ไม่เสมอไป - เบา ซึ่งเป็นสาเหตุที่วัตถุที่เบามักจะลอยและของหนักมักจะจม

การลอยตัวเป็นแรงที่ดันขึ้นไปบนวัตถุ และยิ่งวัตถุมีพื้นที่ผิวมากเท่าใดสำหรับแรงที่จะดันขึ้น โอกาสที่มันจะลอยได้มากขึ้นและน้ำหนักก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ น้ำจะถูกแทนที่มากขึ้นเมื่อพื้นที่ผิวของวัตถุมีขนาดใหญ่ ให้นักเรียนดูหมวกทรงตื้นสองใบ อันหนึ่งควรกว้าง เช่น ฝาภาชนะใส่ครีมเปรี้ยว และอีกฝาหนึ่งควรมีขนาดเล็ก เช่น ฝากับขวดน้ำ ลอยฝาเล็ก ๆ ในชามน้ำแล้วกองเพนนีไว้จนจม ขอให้นักเรียนทำนายว่าเงินจำนวนเท่ากันจะจมฝาที่กว้างขึ้นหรือไม่และขอให้พวกเขาปรับการคาดการณ์ของพวกเขา จากนั้นใส่เพนนีจำนวนเท่ากันบนฝาที่กว้างขึ้น อธิบายว่าพื้นที่ผิวที่กว้างกว่าของฝาช่วยให้ลอยต่อไปได้