Πώς επιπλέουν τα πλοία;
23/11/2020
Πρόταση για πείραμα με απλά υλικά που έχουμε στο σπίτι: γεμίζουμε μια λεκάνη με νερό και πετάμε μέσα όσα και όποια από τα υλικά (βλ. gallery) έχουμε στο σπίτι. Τι παρατηρούμε;
Μπορούμε να σκεφτούμε την Άνωση ως τη δύναμη που βάζει το νερό για να αντισταθεί σε ένα σώμα που πέφτει μέσα του. Όταν το βάρος ενός σώματος είναι μεγαλύτερο από την Άνωση που αυτό δέχεται τότε θα βυθιστεί, ενώ σε αντίθετη περίπτωση θα επιπλέει.
Η Άνωση εξαρτάται από τον χώρο που πιάνει ένα σώμα (όγκος), και από το πόσο πυκνό είναι το υγρό στο οποίο το βυθίζουμε (πυκνότητα)!
Ποιος όμως ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε αυτή τη δύναμη; Το όνομα του ήταν Αρχιμίδης, και έμεινε γνωστός για τη φράση του: «Εύρηκα – Εύρηκα!»
Μια μέρα ο βασιλιάς Ιέρωνας, που ήταν και συγγενής του, τον κάλεσε και του ζήτησε να τον βοηθήσει να λύσει ένα δύσκολο πρόβλημα. Είχε ζητήσει να του φτιάξουν ένα στέμμα από χρυσάφι. Του είχε πει όμως την αλήθεια ο χρυσοχόος; Αυτό ήταν που έπρεπε ο Αρχιμήδης να εξακριβώσει. Δεν μπορούσε όμως να καταστρέψει το στέμμα. Πώς θα καταλάβαινε, λοιπόν, αν ήταν από καθαρό χρυσάφι ή αν ήταν κούφιο από μέσα ή ακόμα αν είχε φτιαχτεί από κράμα χρυσού και ασημιού; Έστυβε το μυαλό του συνεχώς, ώσπου σε μια στιγμή του ήρθε η λύση.
Καθώς βυθιζόταν στο νερό της μπανιέρας του ήρθε μια λαμπρή ιδέα. Τότε, ξεπετάχτηκε από το λουτρό και βγήκε γυμνός στους δρόμους φωνάζοντας «Εύρηκα! Εύρηκα!».
Τι είχε βρει λοιπόν; Παρατηρώντας την επιφάνεια του νερού να ανεβαίνει μέσα στη μπανιέρα, καθώς το σώμα του βυθιζόταν, σκέφτηκε πως και το στέμμα, αν βυθιζόταν στο νερό, θα έκανε την επιφάνεια του νερού να ανέβει.
Από ό,τι υλικό και να ήταν κατασκευασμένο, το στέμμα θα έπιανε έναν ορισμένο χώρο, θα είχει κάποιον όγκο, και αν βυθιζόταν στο νερό, το νερό θα ανέβαινε μέσα στο δοχείο του, σε μια στάθμη ψηλότερη, που μπορούμε να την παρατηρήσουμε και να τη σημαδέψουμε εύκολα. Αφήνοντας τώρα το στέμμα και ξανακάνοντας το πείραμα με κομμάτια από καθαρό χρυσάφι, πρέπει η στάθμη του νερού να φτάσει στο ίδιο σημείο που σημειώσαμε, όταν βυθίστηκε το στέμμα.
Πρέπει να δεχτούμε πως έχουμε τον ίδιο όγκο. Αν ζύγιζε λοιπόν τόσο το στέμμα, που υποτίθεται πως ήταν από καθαρό χρυσάφι, όσο και τα κομμάτια καθαρού χρυσού, έπρεπε να βγει το ίδιο βάρος. Αν το στέμμα ήταν κούφιο τότε θα έπρεπε να ζυγίζει λιγότερο.
Επίσης, θα ήταν πιο ελαφρύ αν το στέμμα ήταν φτιαγμένο από κράμα χρυσού και ασημιού αφού το ασήμι είναι δυο φορές σχεδόν ελαφρύτερο από το χρυσό.
Το πείραμα του Αρχιμίδη έδειξε πως το στέμμα δεν είχε το χρυσάφι που έπρεπε να έχει,στέλνοντας έτσι στη φυλακή τον πονηρό χρυσοχόο.
Ας δούμε ένα βίντεο για να καταλάβουμε καλύτερα όσα ανακάλυψε ο Αρχιμίδης για την Άνωση!
Αφού τώρα ξέρουμε τι είναι Άνωση ας κάνουμε και δύο πειράματα για να την καταλάβουμε καλύτερα!
Πείραμα Νο1: Γιατί δεν ταξιδεύουν τα πλοία όταν έχει κύμα;
Για να φτιάξουμε το δικό μας πλοίο θα χρειαστούμε: μπουκάλι με νερό, ένα συνδετήρα, ένα καλαμάκι, κομμάτι υφάσματος ή πλαστελίνης, ψαλίδι
Δείτε το πείραμα στο παρακάτω βίντεο: https://youtu.be/qp291psEcoI
Το “πλοίο” που φτιάξαμε ενώ επέπλεε στην αρχή, μετά βυθίστηκε! Γιατί; Μα φυσικά γιατί μπήκε νερό μέσα στο καλαμάκι κάνοντας το βάρος του πλοίου μας μεγαλύτερο από την Άνωση! Γι’ αυτόν τον λόγο τα πλοία δεν ταξιδεύουν όταν η θάλασσα έχει κύμα, για να μην μπει νερό στο πλοίο και το οδηγήσει στο να βυθιστεί.
Πείραμα Νο2: Τι έπαθε το αυγό;
Θα χρειαστούμε: δύο ποτήρια, νερό, αλάτι, 1 αυγό
Δείτε το πείραμα στο παρακάτω βίντεο: https://youtu.be/p5_CtsXfWmk
Το αυγό ενώ βυθίζεται στο ποτήρι που έχει μόνο νερό επιπλέει στο ποτήρι που έχει νερό και αλάτι! Γιατί; Μα φυσικά γιατί βάζοντας αλάτι κάναμε το νερό πιο πυκνό με αποτέλεσμα να είναι πιο μεγάλη η δύναμη που βάζει στο αυγό που πέφτει μέσα του, δηλαδή η Άνωση.
Εάν θέλεις να μάθεις περισσότερα πράγματα για την Άνωση δες και το παρακάτω βίντεο:
https://www.youtube.com/watch?v=0soSth58Cz8
Photo Gallery
