"Oasis of the Seas" è la più grande nave da crociera del mondo con una massa di 100.000 tonnellate, ma galleggia. I progettisti di navi utilizzano il principio di Archimede che afferma che per far galleggiare una barca deve spostare un volume uguale di acqua più del suo stesso peso. Questo complesso concetto è reso più accessibile agli studenti attraverso l'uso di interessanti dimostrazioni ed esperimenti come quelli descritti di seguito.

Come tutto ha avuto inizio

Nell'antica Grecia, il Re Ierone II aveva commissionato una corona a essere fatto da un orafo locale Dubitava che fosse oro puro, quindi affidò al filosofo-scienziato Archimede il compito di scoprirlo. Archimede entrò in un bagno caldo e vide l'acqua rovesciarsi da un lato mentre affondava nella vasca e si rese conto che l'acqua spostata era uguale al volume del suo corpo. "Eureka!" Esclamò quando decise che poteva usare questa tecnica di spostamento per calcolare il volume e la densità della corona. Il test ha dimostrato che la densità della corona era inferiore all'oro, quindi la corona non era oro puro.

Sfera contro scafo

Quando è stato chiesto perché un cilindro di alluminio affonda, uno studente potrebbe erroneamente rispondere "Perché pesa di più. "Dai agli studenti due fogli di alluminio da 5 pollici per 5 pollici. Trova la massa di entrambi. Chiedi agli studenti di scricchiolare un quadrato di alluminio in una palla stretta, lascialo cadere nell'acqua e guardalo affondare. Sperimenta con il secondo quadrato finché non trovi il modo di far galleggiare l'alluminio. Quando l'alluminio ha la forma di una barca galleggerà perché il volume è aumentato notevolmente mentre la massa è rimasta la stessa. Lo scafo della barca è pieno di aria, aumentando il volume senza aggiungere peso significativo. La barca galleggerà se la massa della barca è inferiore all'acqua che sposta. Con uno scafo cavo, la barca sposterà più acqua della palla.

Palloncino a elio sospeso

La forza di gravità dipende dalla massa dell'oggetto per farlo scendere attraverso un fluido. Quando l'oggetto inizia ad affondare, la forza di galleggiamento agisce spingendo l'oggetto verso l'alto. Se la forza gravitazionale è maggiore della forza di galleggiamento, l'oggetto affonderà. I palloni di elio galleggiano nell'aria perché la massa dell'aria che spostano è maggiore della massa dell'elio e del palloncino. Lega un nastro a un pallone ad elio e galleggerà perché la forza di galleggiamento è maggiore della forza gravitazionale. Aumentare la forza di gravità aumentando il peso. Legare i pretzel al nastro, aumentando il peso finché il palloncino non affonda. Ora mordicchia piccoli pezzi del pretzel fino a quando il palloncino inizia lentamente a salire. Se riesci a far "librare" il palloncino, la forza gravitazionale è uguale alla forza di galleggiamento.

Floating Grape

Usando il principio di Archimede, gli studenti possono determinare se un oggetto affonderà o galleggia in fluidi diversi. Preparare un bicchiere trasparente con acqua tiepida. Aggiungi un'uva e affonderà. Aggiungi sale al bicchiere e l'uva inizia a galleggiare. Ricorda il preside di Archimede: se un oggetto pesa più del suo stesso volume nel fluido, affonderà. L'aggiunta di sale all'acqua aumenterà la massa per unità di volume fino a quando sarà uguale o più densa rispetto all'uva. In questo momento l'uva galleggerà.