Archimédész elve egyszerűen magyarázta a videokísérleteket
Ami szükséges?
- Tál vizet
- érme
- Alufólia
Mit kellene tennem?
Építsen egy kis hajót az alufóliából, és tegye rá az érmét. Bár az érme alufólia nélkül kerülne alá, az alumínium csónakon lebeg.
Mi történt? Az arkhimédészi elv magyarázata
Fizikailag a magyarázat vagy Archimédész elve a következő: A test felhajtóereje egy közegben ugyanolyan nagy, mint a test által kiszorított közeg súlya. Közepesnek nevezik, mert az Archimédész-elv nemcsak a folyadékokra, hanem a gázokra is érvényes.
Archimedes elve azt mondja, hogy például egy tíz gramm súlyú érmének több mint tíz gramm vizet kell kiszorítania ahhoz, hogy lebeghessen. Az alumínium csónak segíti az érmét ennek elérésében. A felhajtóerő vagy az úgynevezett felhajtóerő ekkor nagyobb, mint az érme (és az alumínium) súlya.
Archimédész elve a mindennapi életben: Nagyobb mélység az Elbában
Archimedes elve szerint egy 100 tonna súlyú hajó akkor úszik, ha több mint 100 tonna vizet kiszorít. Ezen alapul például a következő hatás: Egy liter sós víz nagyobb sűrűségű, mint egy liter friss víz (és ezért ugyanolyan térfogatú „nehezebb”). Ha egy hajó az Északi-tenger felől érkezik az Elbába, hirtelen nagyobb a merülése, mert a hajónak több vizet kell kiszorítania ahhoz, hogy úszhasson.
A test sűrűségének a test bizonyos térfogatú tömegét értjük. Ha egy test sűrűsége alacsonyabb, mint a környező közegé, akkor úszóképességet tapasztal és úszik. Ha egy tárgynak nagyobb a sűrűsége, akkor elpusztul. A szuszpenzió állapota akkor fordul elő, amikor a testnek pontosan azonos a sűrűsége. Ezt jól bizonyítja a három tojással végzett fizikai mini-kísérlet is.
A tengeralattjáróknak vannak olyan tartályai, amelyek merülés közben vízzel, felszínre kerülve pedig sűrített levegő hengerek levegőjével vannak feltöltve. Ez megváltoztatja a tengeralattjáró átlagos sűrűségét, ami többé-kevésbé felhajtóerőhöz vezet. Egyes tengeri állatok úszóhólyagjai ugyanezen elv szerint működnek, és vérükbe kötött gázokkal képesek megtölteni őket.
Archimedes-elv gázokban
A híres görög Archimedes felfedezése gázokkal is működik. Minden repül, amelynek sűrűsége alacsonyabb, mint a levegőé. Minden olyan dolog, amelynek sűrűsége megegyezik a levegő lebegésével, és a nagyobb sűrűségű tárgyak a földön maradnak (lásd: A teazsák felszáll). Archimédész Kr.e. 287 és 212 között élt, és az emberiség történelmének egyik első fizikusának számít.
További kísérletek Archimédész elvén
Fizikai játékok az Archimédész elvén
Mini-kísérlet Archimédész 1. elvével: Az úszó tojás
Egy másik kísérlet, amely jól szemlélteti Archimédész elvét, az „Úszó tojás” kísérlet. Vesz egy poharat, beletesz egy tojást, és megtölti az üveget vízzel. Tegyen vizet és néhány evőkanál sót egy második pohárba. A cél az, hogy fokozatosan elegendő mennyiségű sót adjunk a vízhez, és ezáltal a sűrűségét annyira megnöveljük, hogy egy tojás kezdetben lebegjen, és ha akarja, végül lebegjen. A fotó megmutatja, hogy néz ki végül. Az első esetben só nélkül a felhajtóerő kisebb, mint a súlyerő. A második esetben a felhajtóerő pontosan megegyezik a súlyerővel - van úszó tojása -, a harmadik esetben pedig a felhajtóerő nagyobb, mint a súlyerő.
Mini-kísérlet Archimedes 2. elvével:
Jégkockák egy pohár vízben
Tegyük fel, hogy van egy poharad jégkockával, és töltsd fel szélig vízzel. Mi történik, ha a jég megolvad? Túlcsordul az üveg vagy sem? Ez a kérdés különösen érdekes az üvegházhatás kapcsán: Mennyire változik a tengerszint, amikor a sarki jégsapkák valóban megolvadnak? Ha megpróbálja, akkor azt tapasztalja, hogy az üveg NEM folyik túl. A tengerben úszó jég, például az Északi-sarkon (Északi-sark) nem változtatja meg a tengerszintet. Természetesen más a helyzet a szárazföldi jéggel, amely felolvad és a tengerbe áramlik, például az Antarktiszon.
Archimédész elve, vagyis hogy egy hajó miként úszik a "semmin"
A bonni egyetem fizikai bemutatója megmutatja, hogy egy alumínium hajó látszólag úszik a "semmin". Valójában az üvegtartályban lévő gáz kén-hexafluorid, amelynek sűrűsége sokkal nagyobb, mint a levegőé.
A videó betöltésével elfogadod a YouTube adatvédelmi irányelveit.
Tudj meg többet