Съдържание
„Оазис на моретата“ е най-големият круизен кораб в света с маса от 100 000 тона, но той плава. Дизайнерите на кораби използват принципа на Архимед, който гласи, че за да плава лодка, тя трябва да измести равен обем вода повече от собственото си тегло. Тази сложна концепция става по-достъпна за студентите чрез използване на интересни демонстрации и експерименти като описаните по-долу.
Как всичко започна
В древна Гърция цар Йеро II възложил короната да бъде направена от местен златар. Съмняваше се, че това е чисто злато, затова даде на философа-учен Архимед задачата да разбере. Архимед влезе в топла баня и видя как водата се разлива отстрани, когато той потъва във ваната и осъзнава, че водата, която се измества, е равна на обема на тялото му. - Еврика! - възкликна той, когато определи, че може да използва тази техника на изместване, за да изчисли обема и плътността на короната. Тестът му доказа, че плътността на короните е по-малка от златото, следователно короната не е чисто злато.
Топка срещу Хъл
На въпроса защо алуминиевият цилиндър потъва, ученикът може неправилно да отговори: „Защото тежи повече.“ Дайте на учениците две парчета алуминиево фолио 5 инча на 5 инча. Намерете масата и на двете. Помолете учениците да натрошат един квадрат на фолио в стегната топка, да го пуснат във водата и да гледате как потъва. Експериментирайте с втория квадрат, докато не намерите начин да накарате алуминия да плава. Когато алуминият е оформен като лодка, той ще плава, защото обемът значително се е увеличил, докато масата е останала същата. Корпусът на лодката е изпълнен с въздух, увеличавайки обема, без да добавя значително тегло. Лодката ще плава, ако масата на лодката е по-малка от водата, която измества. С кух корпус лодката ще измести повече вода от топката.
Завъртане на балий с хелий
••• Comstock / Stockbyte / Гети изображенияСилата на гравитацията зависи от масата на обекта, който да го издърпа надолу през течност. Когато обектът започне да потъва, плаващата сила действа, за да избута обекта нагоре. Ако гравитационната сила е по-голяма от плаващата сила, обектът ще потъне. Балоните с хелий плават във въздуха, защото масата на въздуха, който изместват, е по-голяма от масата на хелия и балона. Завържете лентата към балон с хелий и той ще плава, защото силата на плаваемост е по-голяма от гравитационната сила. Увеличете силата на гравитацията чрез увеличаване на теглото. Завържете гевреци към лентата, увеличавайки теглото, докато балонът потъне. Сега нахапвайте малки парченца от геврека, докато балонът бавно започне да се издига. Ако успеете да накарате балона да „задържи“, гравитационната сила е равна на усилващата сила.
Плаващо грозде
С помощта на главния архимед учениците могат да определят дали даден предмет ще потъне или плава в различни флуиди. Пригответе бистра чаша с топла вода. Добавете грозде и то ще потъне. Добавете сол към чашата и гроздето започва да плава. Помнете принципа на Архимед: Ако обект тежи повече от собствения си обем в течност, той ще потъне. Добавянето на сол към водата ще увеличи масата на единица обем, докато тя е равна или по-гъста от гроздето. По това време гроздето ще плава.