כיצד להפגין את עיקרון ארכימדים?
מצא את המסה שלה, הנח אותה במים, ואז השווה אותה למסת המים העקורים.
העיקרון של ארכימדס קובע כי "גוף שקוע מציף אותו בכוח השווה למשקל הנוזל שהוא עוקר". מה זה בכלל אומר? למה למישהו אכפת? המדע שגילה ארכימדס משמש לבניית חפצים מסיביים כמו ספינות תענוגות. הם יכולים לצוף כי הם נעקרים ככל שהם שוקלים. כדי להדגים בבירור עקרון זה, התחל משלב 1.
- 1שים קערה בינונית בתוך קערה גדולה.
- 2ממלאים את הקערה הבינונית עד אפס מקום במים. אל תתנו לזה לעלות על גדותיו.
- 3מקם חפץ עץ קטן ומרחף בסולם גרם ושים לב למדידה. אבן בניין, רכבת או גוש עץ גרוטאות יעבדו בתנאי שהוא קטן מספיק בכדי להכנס לקערה הבינונית.
- אל תבלבלו זאת בקנה מידה רגיל. גרם הוא יחידת מסה, ולא משקל. מאזני מטבח דיגיטליים זולים רבים, למשל, מודדים בגרמים.
- 4הניחו את העץ במים. הוא יצוף אך חלק מהמים "יעקרו" - כלומר ישפכו לקערה הגדולה.
- 5הניחו מיכל נפרד נוסף על סולם הגרמים ושימו לב למדידה. השאר את זה על הסקאלה.
- 6מוציאים את העץ מהקערה הבינונית ואז מסירים את הקערה הבינונית מהקערה הגדולה. היזהר מאוד שלא נשפך.
כדי להדגים בבירור עקרון זה, התחל משלב 1. - 7יוצקים את המים שנשפכו מהקערה הגדולה למיכל על הסקאלה ושימו לב למדידה.
- 8מחסירים את מסת המכולה (שלב 5) מהמסה המשולבת של המים והמיכל (שלב 7). התוצאה היא מסת המים שנשפכו.
- 9השווה את מסת המים שנשפכו עם מסת העץ (שלב 3). הם צריכים להיות זהים.
- 10חזור על הניסוי עם אובייקט שאינו צף כמו סלע. מצא את המסה שלה, הנח אותה במים, ואז השווה אותה למסת המים העקורים. הם לא יהיו זהים. למה? מכיוון שהסלע היה צפוף מכדי לצוף במים; במילים אחרות, למים לא היה מספיק "כוח ציפה" (כלומר יכולת לצוף חפץ) כדי להחזיק את הסלע ששקע. מכיוון שהאובייקט לא יכול היה להישאר מצוף, הציפה לא יכולה להיות שווה למשקל המים העקורים.
- נסה את הניסוי עם אובייקטים שונים. אילו צפים ואילו שוקעים? למה?
- הקפידו מאוד לוודא שאף אחד מהמים לא גולש לקערה הגדולה יותר.
- ניסוי זה צריך להתבצע בהשגחת מבוגר.
- סולם גרם
- קערה בינונית
- קערה גדולה
- פיסת עץ קטנה
- מים
- משורה
- עצם שאינו צף (למשל סלע)
קרא גם: איך להמיס קרח במהירות?
שאלות ותשובות
- האם מסת מים שנעקרו שווה למשקל הגוף השקוע בתוכה?לא. מסה של מים העקורים שווה למסת הגוף השקועה בו, ולא למשקל.
