Βυθίζεται ή επιπλέει; Ας πειραματιστούμε!


Καθημερινά γύρω μας παρατηρούμε αντικείμενα που βυθίζονται ενώ άλλα επιπλέουν. Έχεις, όμως, αναρωτηθεί ποτέ γιατί συμβαίνει αυτό; και από τι τελικά εξαρτάται αν ένα αντικείμενο θα βυθιστεί ή θα επιπλεύσει; Ας το ανακαλύψουμε!


  1. Βυθίζεται ή επιπλέει; Ας πειραματιστούμε!

Υλικά που θα χρειαστείς:

*μια λεκάνη με νερό

*συνδετήρες, καρφίτσες και άλλα σιδερένια


*αντικείμενα που έχεις στο σπίτι σου

*πλαστελίνη

*άδεια τενεκεδάκια

*κομμάτια από φελλό και φελιζόλ

*χαρτί

*ξυλαράκια και ξύλινα αντικείμενα, οδοντογλυφίδες

*πλαστικό μπουκάλι νερού (ένα γεμάτο και ένα άδειο)


Ώρα για δράση:

Ως μικρός επιστήμονας, πριν ξεκινήσεις τους πειραματισμούς σου, σημείωσε σε έναν πίνακα, όπως τον παρακάτω, τις προβλέψεις σου ενώ μετά την ολοκλήρωσή τους, κατέγραψε τις παρατηρήσεις σου (τι έγινε τελικά). Για παράδειγμα, αν πιστεύεις ότι το αντικείμενο θα βυθιστεί, μπορείς να σχεδιάσεις ένα βελάκι προς τα κάτω ενώ αν πιστεύεις ότι θα επιπλεύσει ένα βελάκι προς τα πάνω.

Αντικείμενο

Πρόβλεψη

Τι έγινε τελικά

συνδετήρας



πλαστελίνη



ξύλο



χαρτί



τενεκεδάκι



φελλός



άδειο μπουκάλι



γεμάτο μπουκάλι




  1. Από τι εξαρτάται η βύθιση ή η επίπλευση ενός σώματος;

Ύστερα από τους παραπάνω πειραματισμούς, νομίζεις ότι κατάλαβες από τι εξαρτάται η βύθιση ενός αντικειμένου; Θα το διαπιστώσουμε αμέσως!

Πολλοί πιστεύουν ότι τα βαρύτερα σώματα βυθίζονται και τα ελαφρύτερα επιπλέουν. Θεωρείς την άποψη αυτή σωστή ή λάθος; Για να το διαπιστώσουμε αρκεί να κάνουμε ένα απλό πείραμα:

Χρησιμοποίησε μια ελαφριά καρφίτσα κι ένα άλλο βαρύ σιδερένιο αντικείμενο. Τι νομίζεις ότι θα συμβεί αν τα αφήσεις στο νερό; Τι παρατηρείς τελικά;

Επανέλαβε το πείραμα με μια ελαφριά οδοντογλυφίδα κι ένα βαρύ κομμάτι ξύλου. Κάνε την πρόβλεψή σου, πειραματίσου και παρατήρησε τι συνέβη τελικά.

Βρες τώρα ένα κομμάτι ξύλου κι ένα σιδερένιο αντικείμενο που να έχουν το ίδιο βάρος. Τι πιστεύεις ότι θα συμβεί σε αυτή την περίπτωση;

Γίνεται λοιπόν φανερό από τα παραπάνω πειράματα ότι στη βύθιση ή επίπλευση ενός σώματος δεν παίζει ρόλο το βάρος αλλά το υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένο ένα αντικείμενο. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για την πυκνότητα, ένα φυσικό μέγεθος που είναι χαρακτηριστικό για κάθε υλικό. Για παράδειγμα, ένα σιδερένιο αντικείμενο βουλιάζει στο νερό, γιατί η πυκνότητα του είναι μεγαλύτερη αυτής του νερού. Αντίθετα, το ξύλο επιπλέει, γιατί έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό.

Μπορείς, τώρα, αν θες να συγκεντρώσεις τα συμπεράσματά σου σε έναν πίνακα, καταγράφοντας σε 2 στήλες τα υλικά που βυθίζονται και αυτά που επιπλέουν

Υλικά που…..

βυθίζονται

επιπλέουν

σίδερο

ξύλο














  1. Τι συμβαίνει όμως στην περίπτωση ενός πλοίου που, ενώ είναι φτιαγμένο από σίδερο, δεν βουλιάζει...;

Εύλογη η απορία σου….. Ας είμαστε όμως πιο προσεκτικοί στις παρατηρήσεις μας. Για το πείραμά μας αυτή τη φορά θα χρησιμοποιήσουμε πλαστελίνη. Όπως είδαμε και στους αρχικούς πειραματισμούς μας, η πλαστελίνη βυθίζεται στο νερό. Για να το επιβεβαιώσεις, φτιάξε μια μπάλα από πλαστελίνη και άφησέ την στο νερό. Στη συνέχεια, πάρε άλλο ένα ίδιο σε μέγεθος κομμάτι πλαστελίνης και δώσε του το σχήμα βάρκας.

Παρατηρείς ότι ενώ το υλικό παραμένει ίδιο, στην περίπτωση της μπάλας βυθίζεται ενώ στην περίπτωση της βάρκας επιπλέει. Τι είναι αυτό που άλλαξε και έδωσε τη δυνατότητα στην πλαστελίνη να επιπλέει;

Στην πραγματικότητας, όταν άλλαξες το σχήμα της πλαστελίνης μετατρέποντάς τη σε βάρκα, μείωσες την πυκνότητά της. Η μείωση αυτή οφείλεται στο ότι δημιουργήσαμε στην πλαστελίνη μια κοιλότητα που περιέχει αέρα. Κι εφόσον τώρα η πυκνότητα της βάρκας είναι μικρότερη από αυτή του νερού, δίνει τη δυνατότητα στην πλαστελίνη να επιπλέει. Κάτι ανάλογο, λοιπόν, συμβαίνει και στα πλοία. Ενώ είναι κατασκευασμένα από σίδερο, που έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από τον νερό, δεν βουλιάζουν γιατί στο εσωτερικό τους είναι “κούφια”, γεγονός που μειώνει την πυκνότητά τους.


Ας παίξουμε!!!


Φτιάξε τη δική σου βάρκα

bythisi2.jpgbythisi5.jpg

Τώρα που έμαθες ποια υλικά βυθίζονται και ποια επιπλέουν αλλά και πώς το σχήμα και η δημιουργία κοιλοτήτων με αέρα επηρεάζει την επίπλευση ενός σώματος, είσαι έτοιμος να φτιάξεις τη δική σου βάρκας, χρησιμοποιώντας υλικά της επιλογής σου…

Μην ξεχνάς! Υλικά όπως ο φελλός και το ξύλο επιπλέουν σε όλες τις συνθήκες ενώ αν χρησιμοποιήσεις μέταλλο ή πλαστικό πρέπει να εξασφαλίσεις ότι υπάρχει κενό με αέρα!


Ένα υποβρύχιο…. στο μπουκάλι!

bithisi1.jpg

Υλικά που θα χρειαστείς:

*Πλαστελίνη

*καπάκι από στυλό

*πλαστικό μπουκάλι με νερό.


Κατασκευή:

Γέμισε το μπουκάλι με νερό, αφήνοντας άδειο το πάνω μέρος ως πέντε πόντους. Κόλλησε στην άκρη του καπακιού από στυλό ένα βόλο πλαστελίνης και ρίξε το μέσα στο μπουκάλι. Κλείσε σφιχτά το μπουκάλι με το καπάκι του. Τι παρατηρείς; Πλέει το καπάκι; Στη συνέχεια πιέστε με τα χέρια σας το μπουκάλι και παρατηρήστε πάλι το καπάκι. Συνεχίζει να πλέει;

Αυτό που παρατηρείς είναι ότι ενώ αρχικά το “υποβρύχιο”-καπάκι επιπλέει, πιέζοντας το μπουκάλι αυτό αρχίζει να βυθίζεται. Αυτό συμβαίνει γιατί αρχικά το καπάκι επιπλέει λόγω του κενού με αέρα που υπάρχει στο εσωτερικό του και του εξασφαλίζει μικρή πυκνότητα. Όταν όμως πιέζουμε το μπουκάλι, το κενό αυτό καταλαμβάνεται από νερό, με αποτέλεσμα να αυξάνει η πυκνότητά του και να βυθίζεται.

Με τον ίδιο τρόπο λειτουργεί και ένα πραγματικό υποβρύχιο. Οι δεξαμενές που διαθέτει είναι γεμάτες με νερό και Η χρήση τους βοηθά το υποβρύχιο να ανεβοκατεβαίνει: Για να ανέβει το υποβρύχιο από το βυθό της θάλασσας, οι υδατοδεξαμενές αδειάζουν το νερό τους και γεμίζουν με αέρα. Για να καταδυθεί το υποβρύχιο, να κατέβει δηλαδή προς το βυθό, οι υδατοδεξαμενές του γεμίζουν πάλι με νερό.


Ανέβασε στην επιφάνεια…ένα ναυαγισμένο καράβι!

Υλικά:

  • άδειο κουτί αναψυκτικού,
  • λεκάνη με νερό,
  • καλαμάκι.


Διαδικασία:

Πάρε ένα κουτάκι αναψυκτικού (π.χ. από κόκα κόλα), λίγο πιεσμένο στη μέση. Αυτό θα είναι το καράβι μας! Βύθισε το μέσα στη λεκάνη, με τρόπο που να εισχωρήσει νερό στο εσωτερικό του (όπως συμβαίνει σε ένα ναυάγιο που εισχωρεί νερό στο εσωτερικό του πλοίου, αυξάνοντας την πυκνότητά του και οδηγώντας το στη βύθιση).

Πώς μπορούμε τώρα να το ανασύρουμε στην επιφάνεια; Βάλε ένα καλαμάκι στο ανοιχτό άκρο του κουτιού και... φύσηξε δυνατά! Τι παρατηρείς; Πώς το εξηγείς; Φυσώντας μέσα στο κουτάκι πρόσθεσες σε αυτό αέρα. Έτσι η μέση πυκνότητα του κουτιού μίκρυνε, αφού ο αέρας είναι πιο αραιός από το νερό. Γι’ αυτό το κουτί-“πλοίο” ανέβηκε!