"Oasis of the Seas" es el crucero más grande del mundo con una masa de 100,000 toneladas, pero flota. Los diseñadores de barcos utilizan el principio de Arquímedes que establece que para que un barco flote debe desplazar un volumen igual de agua más que su propio peso. Este concepto complejo se hace más accesible para los estudiantes a través del uso de demostraciones y experimentos interesantes como los que se describen a continuación.
¿Cómo comenzó todo?
En la antigua Grecia, el Rey Hiero II encargó una corona a ser hecho por un orfebre local. Dudaba que fuera oro puro, por lo que le dio al filósofo-científico Arquímedes la tarea de descubrirlo. Arquímedes entró en un baño tibio y vio agua derramarse sobre un costado mientras se hundía en la bañera y se daba cuenta de que el agua desplazada era igual al volumen de su cuerpo. "¡Eureka!", Exclamó cuando determinó que podía usar esta técnica de desplazamiento para calcular el volumen y la densidad de la corona. Su prueba demostró que la densidad de la corona era menor que el oro, por lo que la corona no era de oro puro.
Bola versus casco
Cuando se le pregunta por qué se hunde un cilindro de aluminio, un estudiante puede responder incorrectamente, "Porque pesa más. "Dele a los estudiantes dos pedazos de papel de aluminio de 5 pulgadas por 5 pulgadas. Encuentra la masa de ambos. Pídales a los estudiantes que rompan un cuadrado de papel de aluminio en una bola apretada, déjelo caer en el agua y mire cómo se hunde. Experimenta con el segundo cuadrado hasta que encuentres la forma de hacer flotar el aluminio. Cuando el aluminio tiene la forma de un barco, flotará porque el volumen ha aumentado considerablemente mientras la masa no ha cambiado. El casco del barco está lleno de aire, aumentando el volumen sin agregar un peso significativo. El barco flotará si la masa del barco es menor que el agua que desplaza. Con un casco hueco, la embarcación desplazará más agua que la bola.
Globo de helio suspendido
La fuerza de la gravedad depende de la masa del objeto para tirar de ella hacia abajo a través de un fluido. A medida que el objeto comienza a hundirse, la fuerza de flotación actúa para empujar el objeto hacia arriba. Si la fuerza gravitacional es mayor que la fuerza de flotación, el objeto se hundirá. Los globos de helio flotan en el aire porque la masa del aire que desplazan es mayor que la masa del helio y el globo. Ate una cinta a un globo de helio y flotará porque la fuerza de flotación es mayor que la fuerza de la gravedad. Aumenta la fuerza de la gravedad aumentando el peso. Ate los pretzels a la cinta, aumentando el peso hasta que el globo se hunda. Ahora muerde pequeños pedazos del pretzel hasta que el globo comience a levantarse lentamente. Si puede hacer que el globo "flote", la fuerza gravitacional es igual a la fuerza de flotación.
Uva flotante
Utilizando el principio de Arquímedes, los estudiantes pueden determinar si un objeto se hundirá o flotará en diferentes fluidos Prepare un vaso transparente con agua tibia. Agrega una uva y se hundirá. Agregue sal al vaso y la uva comience a flotar. Recuerde el principio de Arquímedes: si un objeto pesa más que su propio volumen en líquido, se hundirá. Agregar sal al agua aumentará la masa por unidad de volumen hasta que sea igual o más densa que la uva. En este momento, la uva flotará.
