Η Φυσική στη B΄ Γυμνασίου.

Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ 7.

ισχυρίστηκε

ο Αρχιμήδης

τελικά είχε δίκιο ;

είχα δίκιο

εγώ μπορώ

να

το αποδείξω ;

μπορείς

Θα μπορούσαμε εύκολα να το κάνουμε

και στο εργαστήριο.

και να αποδείξουμε πειραματικά ότι

ΑΝΩΣΗ = ΒΑΡΟΣ ΕΚΤΟΠΙΖΟΜΕΝΟΥ ΥΓΡΟΥ

Τι αντικείμενο να χρησιμοποιήσουμε ;

Βάλε τη φαντασία να δουλέψει.

Το μόνο που χρειάζεται είναι το αντικείμενο,

εάν το αφήνεις μόνο του στο νερό, να βουλιάζει.

Μια καλή ιδέα είναι

η ΠΑΤΑΤΑ

γιατί υπάρχει

Άνωση ;

Σε κάθε ακίνητο υγρό η πίεση σε μεγαλύτερο βάθος

είναι μεγαλύτερη από την πίεση στα πιο ρηχά,

λόγω της βαρύτητας

όταν λοιπόν βυθιστεί ένα σώμα, οι δυνάμεις που « σπρώχνουν»

το κάτω μέρος του σώματος – και κατευθύνονται προς τα πάνω –

είναι μεγαλύτερες από τις δυνάμεις που σπρώχνουν το πάνω μέρος του σώματος και κατευθύνονται προς τα πάνω

με αποτέλεσμα η συνισταμένη των πιεστικών δυνάμεων να κατευθύνεται προς τα πάνω

κατάλαβα ότι η ΆΝΩΣΗ είναι

η συνισταμένη όλων των πιεστικών δυνάμεων

που ασκεί ένα υγρό σε βυθισμένο σώμα .

Οι καρπουζόφλουδες, ο φελλός, οι πάπιες, οι βάρκες,

τα καράβια, οι σανίδες , τα παγόβουνα,

τα ανθρώπινα σώματα ΕΠΙΠΛΕΟΥΝ στο νερό,

το παγάκι ΕΠΙΠΛΕΙ στο ουίσκι,

το σίδερο ΕΠΙΠΛΕΕΙ στον υδράργυρο

Πρόκειται για

το φαινόμενο ΠΛΕΥΣΗ

το οποίο δεν είναι παρά ειδική περίπτωση

του γενικότερου φαινομένου

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

Η Φυσική το μελετάει με τη βοήθεια της έννοιας ΔΥΝΑΜΗ

και σύμφωνα με τον νόμο της Αδράνειας

η συνισταμένη των ασκουμένων στο σώμα δυνάμεων είναι ίση με μηδέν.

Στο σώμα που επιπλέει οι ασκούμενες δυνάμεις είναι

η ΒΑΡΟΣ και ΑΝΩΣΗ που ασκείται στο βυθισμένο τμήμα

.

Αν ένα αντικείμενο σώμα βρεθεί ολόκληρο μέσα στο νερό

οι ασκούμενες δυνάμεις είναι η ΒΑΡΟΣ και η ΑΝΩΣΗ

Εάν αρχίσει να βυθίζεται

ΒΑΡΟΣ > ΑΝΩΣΗ

Η σχέση αυτή μπορεί

να μετασχηματιστεί

σε μια σχέση ανάμεσα

στην ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ

του σώματος

και την ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ του υγρού

mg > ρ_υγρούgV_{σώματος}

ρ_{σώματος}V_{σώματος}g > ρ_υγρούgV_{σώματος}

Αν η πυκνότητα του υλικού του σώματος είναι μεγαλύτερη

από την πυκνότητα του υγρού μπορούμε να ΠΡΟΒΛΕΨΟΥΜΕ

ότι το σώμα θα ΒΥΘΙΣΤΕΙ.

Σε αντίθετη περίπτωση μπορούμε να ΠΡΟΒΛΕΨΟΥΜΕ ότι

θα ανέβει προς την επιφάνεια και τελικά θα ΕΠΙΠΛΕΕΙ

H πυκνότητα του νερού είναι 1000 kg/m³ .

Γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του λαδιού

είναι 800 kg/m³ μπορούμε

να προβλέψουμε ότι το λάδι επιπλέει στο νερό

Γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του πλεξιγκλάς

είναι 1400 kg/m³ μπορούμε

να προβλέψουμε ότι βουλιάζει στο νερό

Γνωρίζοντας ότι το πολυπροπυλένιο

έχει πυκνότητα γύρω στο 920 kg/m³

μπορούμε να προβλέψουμε ότι αντικείμενα

από πολυπροπυλένιο επιπλέουν στο νερό

Γνωρίζοντας ότι το αφρολέξ έχει πυκνότητα γύρω

στο 400 kg/m3 μπορούμε να προβλέψουμε

ότι αντικείμενα από αφρολέξ επιπλέουν στο νερό

Τα καλαμάκια που πίνουμε πορτοκαλάδα ;

Ορισμένα βουλιάζουν και ορισμένα επιπλέουν.

Τι γίνεται ;

Όσα είναι από πολυπροπυλένιο επιπλέουν,

τα υπόλοιπα είναι από πολυμερές με πυκνότητα

μεγαλύτερη από εκείνη της πορτοκαλάδας και βουλιάζουν

Γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του σιδήρου είναι 7800 kg/m³

και η πυκνότητα του υδραργύρου 13600 kg/m³ μπορούμε

να προβλέψουμε το απίστευτο ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ «το τόσο βαρύ σίδερο να επιπλέει».

Δεν

το πιστεύω

Αν δεν το πιστεύεις

πρέπει να αναζητήσεις υδράργυρο

και να το δεις με τα μάτια σου.

Πάντως όταν εγώ το πρωτοείδα το σίδερο

– ΣΥΜΒΟΛΟ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ – να επιπλέει σε υδράργυρο εντυπωσιάστηκα

Τι γίνεται

με το ΜΑΝΤΑΡΙΝΙ ;

Δεν ξέρω τη ( μέση ) πυκνότητά του και

δεν μπορώ να κάνω πρόβλεψη

Μια μέρα που δοκίμασα να δω

«τι γίνεται» παρατήρησα ότι «μόλις» επιπλέει.

Όταν, όμως, το ξεφλούδισα

βούλιαξε

Τα φρούτα έχουν πυκνότητα

πολύ κοντά στο 1000 kg /m³ του νερού

και έχει ενδιαφέρον να δοκιμάσεις

με ΜΗΛΟ, με ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ και με ΚΕΡΑΣΙ

Μήλο και πορτοκάλι

θα βρω, αλλά κεράσι ;

Θα χρειαστεί

να κάνουμε υπομονή μέχρι τον Ιούνιο.

Δεν ξέρω τι κάνει το κεράσι αλλά το ξύλο της κερασιάς επιπλέει.

Το χω δοκιμάσει

με ένα μπαστούνι από κερασιά

που φέραμε από το Πήλιο .

Για τους ίδιους λόγους που εμφανίζεται και στα υγρά

η άνωση που ασκεί ο αέρας είναι ίση με ρ_άερgV,

όπου ρ_αερ η πυκνότητα του αέρα, 1,3 kg/m³.

τα μπαλόνι με Ήλιον,

αν το αφήσεις

και δεν το κρατάς,

« ανεβαίνει στον ουρανό »

το ίδιο θα συμβεί

και

με το μπαλόνι

με Υδρογόνο,

ενώ εκείνο με το Οξυγόνο δεν θα . .

η έννοια ΕΝΕΡΓΕΙΑ