Πειράματα υδροστατικής με απλά υλικά

Πείραμα: Κολυμβητής του Καρτέσιου

Διδακτικοί Στόχοι:

  • Να παρατηρήσουν οι μαθητές το αποτέλεσμα στις τρεις περιπτώσεις μεταξύ βάρους και άνωσης: W > A, W=A, W < A

Υλικά που χρειαζόμαστε:

  • Ένα μεγάλο πλαστικό μπουκάλι από αναψυκτικό
  • Ένα μικρό δοκιμαστικό σωλήνα
  • Ένα μικρό μπαλόνι για διακόσμηση (προαιρετικά)

Διαδικασία

Γεμίζουμε το μπουκάλι μέχρι πάνω νερό χωρίς να το σφραγίσουμε. Γεμίζουμε το δοκιμαστικό σωλήνα μέχρι τη μέση νερό και
με μια γρήγορη κίνηση τον αναποδογυρίζουμε μέσα στο μπουκάλι ώστε η εικόνα να είναι αυτή που φαίνεται στην εικόνα (ο
σωλήνας να είναι μισός με αέρα και μισός με νερό). Συμπληρώνουμε με νερό το μπουκάλι (από τυχόν απώλειες) και το σφραγίζουμε σφικτά.
Αφού εξοικειωθείτε με την διαδικασία, τοποθετήστε τον δοκιμαστικό σωλήνα
μέσα στο μπαλόνι με μετά αναστρέψτε τον μέσα στο μπουκάλι.

Δίνουμε το μπουκάλι στους μαθητές και τους λέμε να το πιέσουν εξωτερικά με δύναμη. Παρατηρούν ότι το μπαλόνι βυθίζεται μέσα στο μπουκάλι.
Καλό θα είναι να έχουμε ακόμα μία διάταξη χωρίς μπαλόνι ώστε οι μαθητές να παρατηρήσουν τι γίνεται όταν πιέζουν εξωτερικά.

Ερμηνεία

Κατά την πίεση εξωτερικά αυξάνεται η πίεση σε όλη την έκταση του υγρού (γι’
αυτό δεν πρέπει να υπάρχει καθόλου αέρας
μέσα στο μπουκάλι). Η αύξηση της πίεσης προκαλεί άνοδο της στάθμης του νερού μέσα στο σωλήνα. Το αποτέλεσμα είναι να μειώνεται η Άνωση
που ασκείται στο σωλήνα (αφού τώρα εκτοπίζεται μικρότερη ποσότητα νερού) και να υπερισχύει το Βάρος.

Μοιραστείτε: