A testek úszása, lebegése és elmerülése
A világ legnagyobb konténerszállító hajója Európa és Ázsia között közlekedik. Gigantikus méretei miatt Európában csak néhány kikötő képes fogadni. darab konténert bír el, szemben egy tehervonattal, amelyik darab szállítására alkalmas.
Mivel magyarázható, hogy egy ilyen óriási tömegű hajó úszik a vízen, és nem süllyed el, ellentétben egy pici kulccsal, amit véletlenül a vízbe ejtünk?
Töltsünk meg egy üvegkádat vízzel, és tegyünk bele kavicsot, üveggolyót, rézből készült kulcsot, gyurmagolyót, hungarocelldarabot, dobókockát, vasszöget, gyertyát, parafa dugót, hurkapálcát, eldobható műanyag villát!
Figyeljük meg, hogy mi történik az egyes tárgyakkal!
Tapasztalat:
A vízbe tett tárgyak közül némelyik elmerül, mások pedig úsznak a víz tetején.
A következő táblázatba kigyűjtöttük a vízbe tett tárgyak anyagának sűrűségét aszerint csoportosítva, hogy úsznak vagy elmerülnek.
Azt láthatjuk, hogy azok a tárgyak úsznak a vízen, amelyeknek a sűrűsége kisebb a víz sűrűségénél, és azok a tárgyak merültek el, amelyeknek a sűrűsége nagyobb a vízénél.
Próbálj ki egy 2. kísérletet is!
Egy pohárba töltsünk olajat, és tegyünk bele néhány tárgyat: parafa dugót, gyertyát, vasszöget!
Nézzük meg, ezek a tárgyak az olajban hol helyezkednek el!
Tapasztalat:
Azt látjuk, hogy a vasszög elmerült, a parafa dugó úszik, a gyertya azonban nem süllyedt le az olaj aljára, de nem is úszik a folyadék tetején, hanem teljes terjedelmével az olajban van, és lebeg.
Vizsgáljuk meg ezeknek az anyagoknak a sűrűségét!
Az óriás szállítóhajók tömege tonnánál is több lehet. Vasból épülnek, és hatalmas terhet szállítanak. Hogy lehet a szállítóhajók sűrűsége a tengervízénél kisebb, hogy úszni tudnak?
3. kísérlet
Alufóliából hajtogassunk egy hajót, és egy tömör alumíniumhengerrel együtt tegyük mindkettőt a vízbe! Mit látunk?Tapasztalat:
Az alumíniumból készült hajónk úszik, a tömör alumíniumdarab elmerül. Ezután fogjuk az alumínium kishajónkat és gyűrjük össze kézzel olyan picire, amilyenre csak tudjuk! Igyekezzünk minden levegőt kiszorítani belőle! Majd tegyük a vízbe megint!
Mit látunk?
Még mindig úszik az alumíniumgombóc, noha mélyebbre merül az alja, mint hajó állapotában.
Minden igyekezetünk ellenére az összegyűrt hajóban maradt levegő. Ha nem is sok, de annyi biztosan, hogy a gombóc átlagsűrűsége mégiscsak kisebb lett, mint a vízé. A hajók esetében ugyanennek a feltételnek kell megfelelni, vagyis az átlagsűrűségüknek kell a víz sűrűségénél kisebbnek lenni.
Hogyan tudnak a halak, a tengeralattjárók emelkedni és süllyedni a vízben?
Egy nyugalomban lévő, lebegő testre a lefelé mutató gravitációs erő és a felfelé irányuló felhajtóerő hat. Ha ez a két erő azonos nagyságú, a test nem mozdul el se felfelé, se lefelé.
Ahhoz, hogy függőleges irányba elmozduljon, meg kell változnia valamelyik erőnek.
A tengeralattjárók a ballaszttartályuk vízzel való feltöltésével érik el, hogy megnövekedjen a rájuk ható gravitációs erő, és ettől süllyedni fognak. Emelkedésnél levegővel helyettesítik a ballaszttartályok vizét.
Nézz utána, milyen magasságig emelkedett fel az ember egy hőlégballonnal!
A hőlégballonnál magasabbra lehet jutni, ha meleg levegő helyett a ballont héliummal töltik meg. A hélium sűrűsége a levegő sűrűségének kb. a hetede. Az eddigi legnagyobb magasság 41 km volt, ahová egy ember feljutott egy héliummal töltött ballon segítségével. Innen szabadeséssel, majd ejtőernyővel érkezett a földre.
A születésnapi, ballagási lufik emelkedési magasságát befolyásolja, hogy a lufi anyaga mennyire képes elviselni az egyre csökkenő hőmérsékletet, és a benne, illetve körülötte lévő nyomás közti egyre nagyobb különbséget.
- Az Exxon Valdez olajszállító tankhajó Alaszka déli partjainál, -ben bekövetkezett balesete miatt, több millió gallon nyersolaj került a tengerbe, mely minden idők egyik legnagyobb környezeti katasztrófáját okozta. Miért baj, ha olaj ömlik a tengerbe?
- Miért süllyed el egy hajó, ha léket kap?
- A fürdőző kisgyerekek karjára felfújt, műanyag tömlőt tesznek. Hogyan akadályozza meg a karúszó a kicsik elmerülését a vízben?
- Interaktív feladat: https://learningapps.org/9242621
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése