Законы архимеда для детей: Суть закона Архимеда для чайников: понятия, история открытия

Суть закона Архимеда для чайников: понятия, история открытия

Казалось бы, нет ничего проще, чем закон Архимеда. Но когда-то сам Архимед здорово поломал голову над его открытием. Как это было?

С открытием основного закона гидростатики связана интересная история.

Интересные факты и легенды из жизни и смерти Архимеда

Помимо такого гигантского прорыва, как открытие собственно закона Архимеда, ученый имеет еще целый список заслуг и достижений. Вообще, он был гением, трудившимся в областях механики, астрономии, математики. Им написаны такие труды, как трактат «о плавающих телах», «о шаре и цилиндре», «о спиралях», «о коноидах и сфероидах» и даже «о песчинках». В последнем труде была предпринята попытка измерить количество песчинок, необходимых для того, чтобы заполнить Вселенную.

 

Осада Сиракуз

 

Роль Архимеда в осаде Сиракуз

В 212 году до нашей эры Сиракузы были осаждены римлянами. 75-летний Архимед сконструировал мощные катапульты и легкие метательные машины ближнего действия, а также так называемые “когти Архимеда”. С их помощью можно было буквально переворачивать вражеские корабли. Столкнувшись со столь мощным и технологичным сопротивлением, римляне не смогли взять город штурмом и вынуждены были начать осаду. По другой легенде Архимед при помощи зеркал сумел поджечь римский флот, фокусируя солнечные лучи на кораблях. Правдивость данной легенды представляется сомнительной, т.к. ни у одного из историков того времени упоминаний об этом нет.

Смерть Архимеда

Согласно многим свидетельствам, Архимед был убит римлянами, когда те все-таки взяли Сиракузы. Вот одна из возможных версий гибели великого инженера.

На крыльце своего дома ученый размышлял над схемами, которые чертил рукой прямо на песке. Проходящий мимо солдат наступил на рисунок, а Архимед, погруженный в раздумья, закричал: «Прочь от моих чертежей». В ответ на это спешивший куда-то солдат просто пронзил старика мечом.

Ну а теперь о наболевшем: о законе и силе Архимеда…

Как был открыт закон Архимеда и происхождение знаменитой “Эврика!”

Античность. Третий век до нашей эры. Сицилия, на которой еще и подавно нет мафии, но есть древние греки.

Изобретатель, инженер и ученый-теоретик из Сиракуз (греческая колония на Сицилии) Архимед служил у царя Гиерона второго. Однажды ювелиры изготовили для царя золотую корону. Царь, как человек подозрительный, вызвал ученого к себе и поручил узнать, не содержит ли корона примесей серебра. Тут нужно сказать, что в то далекое время никто не решал подобных вопросов и случай был беспрецедентным.

 

Архимед

 

Архимед долго размышлял, ничего не придумал и однажды решил сходить в баню. Там, садясь в тазик с водой, ученый и нашел решение вопроса. Архимед обратил внимание на совершенно очевидную вещь: тело, погружаясь в воду, вытесняет объем воды, равный собственному объему тела.

Именно тогда, даже не потрудившийся одеться, Архимед выскочил из бани и кричал свое знаменитое «эврика», что означает «нашел». Явившись к царю, Архимед попросил выдать ему слитки серебра и золота, равные по массе короне. Измеряя и сравнивая объем воды, вытесняемой короной и слитками, Архимед обнаружил, что корона изготовлена не из чистого золота, а имеет примеси серебра. Это и есть история открытия закона Архимеда.

Суть закона Архимеда

Если Вы спрашиваете себя, как понять закон Архимеда, мы ответим. Просто сесть, подумать, и понимание придет. Собственно, этот закон гласит:

На тело, погруженное в газ или жидкость действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) в объеме погруженной части тела. Эта сила называется силой Архимеда.

 

Воздушные шары

 

Как видим, сила Архимеда действует не только на тела, погруженные в воду, но и на тела в атмосфере. Сила, которая заставляет воздушный шар подниматься вверх – та же сила Архимеда. Высчитывается Архимедова сила по формуле:

Здесь первый член – плотность жидкости (газа), второй – ускорение свободного падения, третий – объем тела. Если сила тяжести равна силе Архимеда, тело плавает, если больше – тонет, а если меньше – всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

 

Сила Архимеда – сила, благодаря которой корабль плавает

 

В данной статье мы рассмотрели закон Архимеда для чайников. Если Вы хотите узнать, как как решать задачи, где есть закон Архимеда, обращайтесь к нашим  специалистам. Лучшие авторы с удовольствием поделятся знаниями и разложат решение самой сложной задачи «по полочкам».

 

Урок физики “Закон Архимеда”. 7-й класс

Тип урока: изучение нового материала.

Основные термины: Сила Архимеда, масса, объем, плотность.

Оборудование: интерактивная доска, документ-камера, физическое оборудование по теме «Гидромеханика», портреты ученых.

Формы работы: беседа-диспут, проблемно-поисковая, исследовательская, групповая, индивидуальная.

Методические приемы: Поощрение, создание ситуации успеха, проблемно-поисковая учебная деятельность, игра.

Межпредметные связи: физика – математика (использование математических расчётов), физика – история (исторические сведения).

Цель урока:

• Образовательная: сформировать знания учащихся при изучении закона Архимеда, умение добывать и применять знания, формирование навыков самообразования  при решении проблемных и экспериментальных задач;
• Развивающая: формирование кругозора учащихся, умение аргументированно объяснять, делать выводы из экспериментов, работать с таблицами, приводить примеры, развитие познавательного интереса активности, памяти, воли и выражение своих мыслей и эмоций;
• Воспитательная: воспитание культуры речи, формирование коммуникативной культуры учащихся, взаимопомощи.

ХОД УРОКА

1. Организация начала урока (1 мин.

)

– Здравствуйте ребята! Давайте познакомимся, я учитель физики гимназии №11 города Ельца, меня зовут Наталья Михайловна. А вы, ученики 7 класса, мне хотелось бы узнать с каким настроением вы пришли ко мне на урок. (Учащиеся показывают свое настроение с помощью смайликов, а учитель свое).
Приветствие, акцентирование внимания учащихся на раздаточный материал и лабораторное оборудование, находящийся на партах. (Три карточки с изображением смайлика: весёлый, недовольный и равнодушный).
Содержание деятельности: организация подготовленности учащихся к уроку.

(Учащиеся показывают, с каким настроением они пришли на урок, учитель показывает своё).

2. Сообщение темы и цели урока (1 мин.)

– Сегодня я проведу у вас урок физики по теме «Закон Архимеда». А знаете ли, вы, что с действием этого закона вы встречаетесь ежедневно, наверное, нет. Мая задача познакомить вас с этим законом и его применением.
– Ребята на ваших столах находится необходимое оборудование: динамометры, различные тела определенной формы и мерные стаканы, все это нам будет нужно для проведения эксперимента, который вы будите сегодня проводить.

(Учитель сообщает тему и цели урока, создает ситуацию успеха, акцентирует внимание на физическое оборудование для проведения эксперимента). (Слайд 1)
Содержание деятельности: Определение уровня владения знаниями. Коррекция знаний, умений и навыков.

3. Повторение, обобщение понятий и усвоение соответствующей им системы знаний (7 мин.)

– Ребята, мы продолжаем с вами знакомиться, я буду вам задавать вопросы, а вы постарайтесь на них правильно ответить.

1) Разминка

Весь класс в быстром темпе заканчивает фразу учителя или отвечает на поставленный вопрос.

– Какое давление называется гидростатическим? (Давление, оказываемое покоящейся жидкостью, называется гидростатическим) (Слайд 2)
– Как определить давление жидкости на дно сосуда? (Слайд 3) (Давление жидкости на дно и стенки сосуда прямо пропорционально высоте столба жидкости и зависит от рода жидкости, в которое помещено тело). (На слайде показан график зависимости давления жидкости от высоты столба и плотности жидкости).

– По какой формуле рассчитывается давление жидкости на дно сосуда?

(Формула, треугольник для запоминания) (слайд 4)
– Для того, чтобы вам легче было вспомнить формулу, я предлагаю вам следующий прием для запоминания: в вершине треугольника находится давление, а в основании плотность, ускорение свободного падения и высота.

– Как читается закон Паскаля? (Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.) (Слайд 5)
– Я вам напоминаю практическое применение закона Паскаля (лейка, душ), с которыми вы ежедневно встречаетесь.
– А знаете ли вы, что для того чтобы изучить закон Архимеда нам понадобятся физические приборы.

2) Игра «Собери пазлы» (Слайд 6)

– В физике много приборов. Знаете ли вы, как они выглядят и где они применяются?
Для задания разрезают картинки динамометра и измерительного цилиндра. Участники получают пазлы с фрагментами приборов, которые они должны собрать и пояснить название получившегося прибора, область применения. Двое учащиеся работают за учительским столом, затем показывают свою картинку через документ-камеру. Пока учащиеся собирают  пазлы, остальные отвечают на  вопросы учителя.

– Какая сила называется выталкивающей? (Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, называется выталкивающей или архимедовой). (Слайд 7) (Переход на другую программу «документ – камера».)

Учитель проводит эксперимент, учащиеся делают выводы, основываясь на изученном материале предыдущих уроков. (Демонстрация проводится через документ – камеру)
Погружается мяч в воду и быстро убирается рука. Мяч «выпрыгивает» из воды.

– Почему мяч всплыл? (На мяч подействовала сила со стороны воды).
– Теперь поместим металлический цилиндр в жидкость (можно монету). Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае?

(Возможный ответ ученика: «Так как тело утонуло, то выталкивающая сила на него не действует»). Коррекция учителя. Демонстрация.

Камень или цилиндр, подвешенный на резиновой нити, опускаем в воду, замечаем, длина резиновой нити стала короче. Ребята анализируют опыт и делают вывод: «На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости». Сообщение учителя: из нашего жизненного опыта мы знаем, что в воде тяжелый камень поднять гораздо легче, чем в воздухе. Это может означать, что жидкость выталкивает не только легкие, но и тяжелые предметы.

Проверка учащихся, которые собирали пазлы. (Переход на программу с презентацией урока)

– Куда направлена выталкивающая сила? (Слайд 8 с рисунком, идет пояснение).    

Если привязать короткой ниткой к пробке такой груз, чтобы она погрузилась в воду. Отвесно натянутая нить показывает, что выталкивающая сила, которая действует на пробку, направлена вертикально вверх, а сила тяжести вниз.
По какой формуле рассчитывается выталкивающая сила? (Формула, треугольник, вывод)

(Слайд 9)

На тело, полностью погруженное в жидкость, действует вертикально вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости вытесняемой телом.

4. Изучение нового материала (15 мин.)

1) Составление опорного конспекта, используется проблемно -поисковый метод и выводы записываются в таблицу.

– Итак, мы с вами подошли к изучению нового закона. Запишите тему в тетради.
Мы с вами отправляемся в Древнюю Грецию в 3 век до нашей эры. Именно в это время в Сиракузах, на острове Сицилия проживал величайший математик и физик древности – Архимед. Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом в области геометрии и механики. В это время Сиракузами правил царь Герон. Он поручил Архимеду проверить честность мастера, изготовившего золотую корону. Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на нее золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешевыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь. Идея решения пришла к ученому однажды, когда он решил принять ванну. Ликующий и возбуждённый своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика!», что значит: «Нашел». (Слайд 10)

Однако в дальнейшем на протяжении нескольких столетий в развитии человечества наступила эпоха всеобщего застоя. И только труды ученых 18 века обеспечили настоящий прорыв в области изучения жидких тел. В связи с этим я хотела бы вспомнить труды русских учёных Даниила Бернулли (1700-1782), Леонарда Эйлера (1707-1783), М. В. Ломоносова (1711-1765), направленные на развитие гидромеханики. Неслучайно 2012 год объявлен годом Российской истории (Слайд 11)

– Для того чтобы сформулировать закон Архимеда нам необходимо провести эксперимент.

2) Экспериментальная проверка закона Архимеда. (Слайд 12)

– Проделаем следующий опыт: пустое ведерко и сплошной цилиндр, имеющий объем, равный вместимости ведерка, подвесим к пружине динамометра. Показания динамометра зафиксируем. Затем опустим цилиндр в отливной сосуд, наполненной водой до уровня отливной трубки. Когда цилиндр полностью погрузится в воду, растяжение пружины уменьшится, а часть воды, объем которой равен объему цилиндра, выльется из отливного сосуда в стакан. Если теперь перелить воду из стакана в ведерко, то пружина динамометра снова растянется до прежней длины. Это означает, что потеря в весе цилиндра в точности равна весу воды в объеме цилиндра.
Итак, опыт подтвердил, что архимедова сила равна весу жидкости в объеме этого тела, т. е.  Fa = Pж = mg = жgVт.
Из описанного опыта видно, что вес тела, погруженного в жидкость, уменьшается на значение, равное архимедовой силе: Р₁ = Р – Fa = mg  – m₁g, где m  – масса тела, а m₁   –  масса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела.
Если подобный опыт провести с газом, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объеме тела. (Слайд 13)

Закон Архимеда формулируется таким образом:

Тело, находящееся в жидкости (или газе), теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость (или газ) в объеме, вытесненном телом. (Учащиеся работают с учебником) (Слайд 14)

3) Итак, первая цель достигнута, далее начинается работа в шести группах. (Слайд 15)
От чего зависит, архимедова сила? А сейчас вы – исследователи, вы выясните, от чего зависит, архимедова сила. У каждой группы своя задача. Приступаем к работе, соблюдая технику безопасности, так как вы работаете со стеклом. (Слайд 16)

Задание первой группе.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

• Определить архимедову силу, действующие на первое и вторе тела.
• Сравнить плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
• Сделайте вывод зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: архимедова сила не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело.

Задание второй группе.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

• Определить архимедову силу, действующую на каждое из тел.
• Сравните эти силы.
• Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Вывод: архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела, погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

Задание третьей группе.

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, с соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

• Определить архимедову силу, действующую на тело в воде, соленой воде и масле.
• Чем отличаются эти жидкости?
• Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?
• Установите зависимости архимедовой силы от плотности жидкости.

Вывод: архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Задание четвертой группе.

Оборудование: тела разной формы, сосуд с водой, нить, динамометр,

• Поочередно опуская каждое тело в воду (кусок пластилина в форме шара, куба и цилиндра), с помощью динамометра определить архимедову силу.
• Сравним эти силы и сделаем вывод о зависимости и независимости архимедовой силы от формы тела.

Вывод: архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Задание пятой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

• Определю архимедову силу, действующую на тело, погруженное на 1/4 объема, 1/2 объема, 3/4 объема.
• Сделаем вывод зависимости архимедовой силы от объёма погруженной части тела.

Вывод: архимедова сила зависит от объема погруженной части, чем больше объем погруженной части тела, тем больше архимедова сила.

Задание шестой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

1. Определю силу Архимеда на различной глубине h₁ =  , h₂ =
2. Сделаем вывод о зависимости Архимедовой силы от глубины погружения данного тела.
Вывод: Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела.

Поле получения результатов каждая группа отчитывается устно о своей проделанной работе. Затем учащиеся записывают выводы в виде таблицы, а учитель на доске. (Слайд 17 на презентации).

Архимедова сила
Не зависит	Зависит
От формы тела	От объема тела
От плотности тела	От плотности жидкости
От глубины погружения	От объема погруженной части

5. Закрепление полученных знаний (16 мин.)

– Ребята, для решения задач на закон Архимеда нам понадобится знание формул, которые вы соберёте с острова «Величин» на остров «Формул» в процессе эстафеты.

Эстафета «Кто быстрее?» (2 мин.)  (Слайд 18). Учащимся раздаются листы с островом «Величин» и островом «Формул». Чей ряд больше и быстрее соберет формулы с острова «Величин», тот и выигрывает. (Проверка на слайде)
Пришла пора отдохнуть.

Физкультминутка «Ванька-встань-ка» (2 мин.) (Слайд 19)

Исходное положение:
Все сидят, учитель, закрыв глаза (лучше отвернувшись), задает число – и выбрасывает над головой соответствующее количество пальцев на одной или обеих руках. Затем он произносит: «Раз-два-три! Замри!» – открывает глаза, в классе должно стоять ровно столько учеников, сколько пальцев им было предъявлено при выполнении игрового занятия. Каждому из учеников приходится быстро сориентироваться в упражнении, сесть или встать в нужный момент.

– Итак, вы отдохнули, а теперь узнаем, как вы усвоили закон Архимеда.

Переход к другой программе для выполнения тестов. (Электронное приложение)

Тест. (4 мин.) Один из учащихся вызывается к доске, остальные на месте решают

– А теперь мы переходим с вами к решению расчетных задач.

Решение расчетных задач. (4 мин.) (Вернутся к презентации  слайд 20, 21)

6. Приведение единых знаний в систему (2 мин.)

7. Подведение итогов урока. Рефлексия. (1 мин.)

Работа с ассоциативной схемой. (Слайд 22)

– Что Вы узнали сегодня на уроке? (А как читается закон Архимеда?)
– Чему научились?
– Что для Вас было наиболее сложным?

Ответы учащихся в устной форме.

8. Информация о домашнем задании (1 мин.) (Слайд 23)

Уделить внимание, на решение сложных заданий, подготовиться к лабораторной работе, решить проблемную задачу.
Если на дно стеклянного сосуда, покрытого тонким слоем парафина, положить кусочек парафина с гладким основанием и аккуратно налить воды, то парафин не всплывает. Чем это объясняется? Если наклонить кусок парафина так, чтобы вода проникла под его нижнюю поверхность, то он сразу всплывет. Найдите ответ на эту задачу, почему так происходит.
Можно предложить другую проблемную задачу:
Если налить воды в книгу и перевернуть, то вода не выливается. Почему? (Фокус с сообщающимися сосудами). Учитель обращается к классу с вопросом: «С каким настроением Вы уходите с урока?» (Работа с карточками)

Д/З:  § 48, 49, упражнение 24

– Желаю всем успеха!

Преподавание Закона Архимеда 10-летнему ребенку – Решение проблем в реальной жизни для детей

Все мы знаем историю об Архимеде, выпрыгивающем из ванны голым и кричащем «Эврика»!! Не уверен, что эта история правдива (Архимед придумал термин «Эврика»?), но все мы узнаем об этом в школе вместе со знаменитым принципом Архимеда.

Я вернусь к этому принципу после того, как расскажу о том, как мы узнали об этом в ходе интересного эксперимента на этой неделе во время сеанса Stable Bow.

Я начал с того, что поставил головоломку из двух одинаковых бутылок.

В одном шарики (общий вес 250 грамм), а в другом монеты (общий вес 500 грамм). Две бутылки идентичны по форме и водонепроницаемы. См. рисунок ниже.

 

 

А теперь вопрос, который я задал всем детям.

Если я окуну обе эти бутылки в воду, какая из бутылок почувствует большую силу из-за воды и, следовательно, большее снижение веса. См. рисунок ниже.

 

Каким был бы ваш ответ? Любое ПОЧЕМУ? Не ищите ответ ниже. Подумайте минуту.

Большинство детей ответили, что более тяжелая бутылка будет ощущать большее усилие при подъеме вверх, следовательно, Y > X. Некоторые сказали, что более легкая бутылка будет ощущать большее усилие, так как они увидят, что она всплывает быстрее, поэтому X > Y.

Вот что подсказывает нам наша интуиция.

Правильный ответ: X = Y. Мы проверили и обнаружили, что в обоих случаях вес уменьшился на 200 г.

Потеря веса бутылки (или любого предмета) зависит от погруженного объема, а не от веса бутылки (а также от того, что это за жидкость).

Это очень нелогично. Вот почему Архимед был гением, чтобы признать это.

С помощью простых весов, двух бутылок, купленных в местном продуктовом магазине, нескольких шариков и монет — мы открыли для себя принцип Архимеда в действии !!

Есть две важные вещи, на которые я хочу обратить внимание в процессе обучения.

Мы должны были попытаться угадать ответ, прежде чем мы изучим теорию или новую концепцию. Во-вторых, нам пришлось испытать это на себе, чтобы увидеть, насколько это противоречит здравому смыслу. Просто повторение принципа из учебника не регистрируется и не остается с вами.

Попробуйте дома или в классе.

Возвращаясь к моему обещанию.

Этот принцип в технических терминах:

Принцип Архимеда гласит, что направленная вверх выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, полностью или частично погруженное, равна весу жидкости, которую тело вытесняет и действует в направлении вверх в центре масс вытесняемой жидкости. Принцип Архимеда — это закон физики, лежащий в основе гидромеханики. (Источник Википедия)

Любой объект, полностью или частично погруженный в неподвижную жидкость, поднимается вверх под действием силы, равной весу жидкости, вытесненной этим объектом. (Источник «Плавающие тела» Архимеда Сиракузского)

p.s. Это НЕ «объем вытесненной жидкости равен объему погруженного объекта». Это верно, но это распространенное заблуждение относительно того, что утверждает Принцип Архимеда.

 

 

 

Вот так:

Нравится Загрузка…

Архимед {Математическое исследование} – ANGELICSCALLIWAGS

Первым математическим исследованием, которое мы рассмотрели, был Архимед. Архимед был известным математиком и изобретателем, жившим в 287-212 гг. до н.э. в Древней Греции. Известный благодаря «Принципу Архимеда» и «Винту Архимеда», он больше всего интересовался катоптрикой, механикой и чистой математикой.

Во-первых, мы узнали все об Архимеде, прочитав сначала главу о его жизни в следующей книге:

Оттуда мы посмотрели пару видео на YouTube:

Архимед был великим математиком своего времени и известен многими открытиями и теориями. В этом месяце я хотел сосредоточиться на двух вещах:

• Измерение чего-то огромного числа
• Закон Архимеда о плавучести

Измерение больших величин

Архимед поставил перед собой (не очень легкую) цель выяснить, как много песка может поместиться во Вселенной. Я хотел использовать очень общий принцип: если известно, сколько определенного вещества помещается в маленькую емкость, то можно довольно точно оценить, сколько того же вещества поместится в гораздо большую емкость. Мы использовали что-то доступное и привлекательное для детей. Шоколад. Я наполнил мерную миску на одну чашку крошечными M’n’Ms:

Девочки отмерили одну столовую ложку одних и тех же конфет:

В столовой ложке было десять конфет:

Я спросила девочек, как мы можем вычислить, сколько вмещает чашка, теперь мы знаем, сколько вмещает одна столовая ложка. Я был поражен моей шестилетней дочерью, когда она совершенно точно ответила, что нам нужно узнать, сколько столовых ложек вмещает чашка! Итак, они начали измерять:

Они обнаружили, что в чашке было тринадцать столовых ложек сладостей плюс пять оставшихся. Исходя из этого, они смогли подсчитать, что чашка вмещает примерно 135 конфет. Они сосчитали, и вы ни за что не догадаетесь, сколько их вмещалось? 133!! Это было действительно очень круто для всех нас увидеть 🙂

Закон Архимеда о плавучести

Ой. Мой. Добро. Мне потребовалось три недели чтения и перечитывания, чтобы понять это, и это ооочень просто! Я задаюсь вопросом, могу ли я быть интеллектуально оспариваемым….Хммм.

Итак, я хотел рассказать девочкам о законе плавучести Архимеда. Они уже знали историю о старом Архимеде, бегущем голышом по улицам, сообразив, что тело вытесняет столько же воды, сколько и поглощает. Эта часть проста не только потому, что запоминается сама мысль о мужчине, бегущем голым по улицам, но и потому, что, наверное, у всех нас был опыт, когда в ванну наливали слишком много воды, залезая внутрь, и целая куча воды выплескивалась наружу. по бокам… или, может быть, это просто мой собственный слоновий зад, который вызывает приливные волны в ванной 🙂  Как бы то ни было, я всегда понимал смещение объема. Это имеет смысл. Но причина, по которой одни вещи плавали, а другие нет, с которой я немного боролся.

Итак, какие предметы плавают, а какие тонут?

Я спросил девочек, и они ответили так, как большинство маленьких детей: тяжелые предметы тонут, а легкие всплывают. Поэтому я заставил их экспериментировать, чтобы подтвердить или опровергнуть их теорию.

Я заставил девочек экспериментировать сколько душе угодно, наполняя миску и позволяя им бросать всевозможные предметы, большие и маленькие, тяжелые и легкие. Они заполняли свой лист по ходу дела:

Мы между собой выяснили, что вообще тяжелые утонули а легкие всплыли. Но всегда ли так было? Мы использовали простые балансировочные весы, чтобы определить, что тяжелее — крышка объектива (которая всплыла) или пластиковый шлем Playmobil (который затонул):

Крышка объектива была тяжелее. Ой. Поэтому я попросил их выбрать десять предметов, которые они взвесили, и заполнил таблицу, которую я для них составил:

О боже. Мы только что опровергли нашу собственную теорию.

Изучение плотности из Marsh Mallows

Мы провели второй эксперимент, который, заполнив память моей камеры, я по ошибке удалил, чтобы освободить место для большего количества фотографий. Это был простой эксперимент, в ходе которого сравнивали обычный (и, следовательно, наполненный воздухом) зефир с замешанным (и, следовательно, безвоздушным) зефиром:

Узнайте больше о плотности из изюма

Мы воспроизвели этот эксперимент с изюмом. Это ТАКОЕ отличное изображение того, что такое плотность на самом деле. Мы взяли два стакана. В одну мы налили воду, в другую – газированную воду. Мы добавили по пять изюминок в каждую и смотрели. Весь изюм утонул сразу:

Но через несколько мгновений изюм в газированной воде начал подниматься наверх. Как будто на них были нарукавные повязки. И в каком-то смысле они это сделали. Пузырьки воздуха в газированной воде прилипали к изюму и поднимали его вверх:

Девочки без труда объяснили, что изюм поднимается из-за пузырьков воздуха:

И они пришли к выводу, что чем больше воздуха что-то есть, тем больше шансов, что оно всплывет:

Круто!

Эксперименты с плавучестью с использованием алюминиевой фольги

В последнем эксперименте мы использовали алюминиевую фольгу, чтобы продемонстрировать, что именно плотность, а не вес предсказывает, утонет предмет или всплывет. Для этого эксперимента мы взяли три листа алюминия одинакового размера и, следовательно, одинакового веса. Первый мы слегка скомкали, второй чуть больше, а к третьему взялись за молоток, сколотив его в плотный шар:

Шарики теперь были не одного размера, хотя вес их остался прежним. Мы поболтали о том, какой из них может всплыть, а какой утонуть:

Единогласно! Обе девушки думали, что меньший мяч утонет, потому что они выгнали из него весь воздух 🙂

И, конечно же, они были правы:

Это была отличная демонстрация того, что плотность связана с тем, насколько близко друг к другу материал упакован, или сколько воздуха содержит материал. Я немного расширил его, объяснив, что Архимед обнаружил, что предмет, будь то мяч или огромный грузовой корабль, будет плавать только в том случае, если вес вытесненной этим предметом воды больше, чем вес воды, вытесненной этим предметом.0049 затопленная часть предмета.

Таким образом, вес имеет какое-то отношение к этому, но это отношение между весом вытесненной воды по сравнению с вытесняющим материалом (отсюда причина того, что лодки наполняются сверху, а не снизу, и почему обычно корпуса лодок наполнены воздухом). Пока корпус легче вытесняемой им воды, лодка будет плавать.

Но что произойдет, если изменить плотность воды? Если мы заставим воду увеличить плотность, начнет ли всплывать то, что ранее затонуло? Ну, это то, что мы сделали дальше.

Мы собрали две маленькие миски, наполненные равным количеством воды. В одном из них мы растворили столько соли, сколько могли, а в другом оставили простую воду. Мы использовали две детали Playmobil — шлем и кувшин.