[親子實驗室] 密度和浮力

為什麽有些東西可以浮在水面?有些東西卻往下沉?是因為重量還是形狀?還是有什麼其他的原因呢?一起來實驗看看吧!

以下實驗參考<好玩的密度>一書。

準備ㄧ個裝水的透明箱子,並請孩子去拿想實驗的物品,接著先做猜測,再看實驗結果。

🔸漂浮:蘋果、乒乓球、木頭積木、菜瓜布、寶特瓶、塑膠叉子

🔸下沉:玩具車、不鏽鋼湯匙、硬幣

根據實驗結果會浮起來的東西,形狀不同、材質不同、重量也不ㄧ樣,但有ㄧ個共同的特性-密度比水小,反之,會下沉的是密度比水大。

▲塑膠叉子和不銹鋼湯匙,兩者不同材質,也就是密度不同,所以放入水中,會有不同的結果。

🔹什麼是密度呢?

簡單來說,就是物質的緊密程度,重量相同,但密度不同,會影響到浮力,可以利用黏土來做實驗。

先將黏土揉成緊密的ㄧ團,放入水中很快就下沉了。

如果將同一塊黏土(相同重量)捏成船的造型,再放入水中,會發生什麼事?

實驗結果是船造型的黏土會浮起來,因為黏土船裡的空間,比黏土團還大,而且船裡面有空氣,船的體積加上空氣,讓船的密度比水的密度小,因此黏土船會浮起來。

接著再加上幾個硬幣到船上,發現船會往下沈,這是因為盛裝物的密度變大了。

那為什麼載著貨物和人的船不會沉呢?因為只要船身和船上盛裝物的密度比水小,船就可以一直保持漂浮的狀態。

// 同場加映:阿基米德的真假皇冠故事

阿基米德是古希臘著名的科學家,在數學、物理、機械工程上都有偉大的發現,有關他的有趣事蹟相當多,其中與浮力相關的是真假皇冠的故事。

相傳敘拉谷的國王請工匠打造一頂純金皇冠,但國王懷疑工匠在皇冠裡加了其他的物質,於是要求阿基米德檢驗皇冠真假,但不能破壞皇冠。

阿基米德想了好久,都想不出好辦法,有一天,他在泡澡的時候,發現當自己坐在浴缸時,身體會感覺比較輕,隨著自己泡入水中越多,身體會越來越輕,這種變輕的感覺,就好像被水托住一樣,於是阿基米德將這種托住物體的力稱為浮力,且物體在水中的體積越大,受到的浮力也會越大,另外,他還發現從浴缸流出來的水的重量,就是他所受到的浮力。

了解浮力的特性後,他設計了一個實驗來檢驗皇冠,將皇冠與相同重量的黃金分別放入兩個相同的容器中,觀察水面上升的高度,相同物質、重量相同,體積也會相同,受到的浮力也會一樣,如果皇冠是真的,水面上升的高度會相同,但實驗後發現,水面上升高度不同,代表皇冠和黃金的體積不同,也就是說他們的密度並不相同,皇冠一定是摻雜了其他的物質,阿基米德成功的利用浮力和密度幫助國王辨認皇冠真偽。

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *