Πείραμα: Καρτεσιανός δύτης

Πιέζοντας το μπουκάλι το υποβρύχιο βυθίζεται. Ένα πολύ απλό και υπέροχο πείραμα!

Υλικά για το πείραμα

1 πλαστικό μπουκάλι μεγάλο
1 καλαμάκι σπαστό
2 συνδετήρες
πλαστελίνη
1 ποτηράκι με νερό
ψαλίδι

Το υποβρύχιό μας είναι από καλαμάκι και πλαστελίνη

Βήματα

1. Διπλώνουμε το σπαστό καλαμάκι και το κόβουμε έτσι ώστε τα δύο σπαστά μέρη να έχουν ίσο μήκος.
2. Στερεώνουμε έναν συνδετήρα στα άκρα από το καλαμάκι. Για να στερεωθεί ο συνδετήρας τον διπλώνουμε σε σχήμα καρδιάς, όπως δείχνει η φωτογραφία.
3. Τοποθετούμε λίγη πλαστελίνη στον συνδετήρα, έτσι ώστε να αποκτήσει βάρος το υποβρύχιό μας.
4. Σε ένα ποτήρι με νερό τοποθετούμε το υποβρύχιο. Αν επιπλέει είναι έτοιμο!
5. Τοποθετούμε το υποβρύχιο μέσα σε ένα γεμάτο μπουκάλι με νερό. Πιέζουμε το μπουκάλι με δύναμη. Τι παρατηρούμε; Γιατί γίνεται αυτό;
6. Αφήνουμε ελεύθερο το μπουκάλι. Τι παρατηρούμε; Γιατί γίνεται αυτό;

           

και λίγη περισσότερη φυσική...

όταν πιέζουμε το μπουκάλι, μπαίνει νερό μέσα στο καλαμάκι και αυτό γίνεται βαρύ και βυθίζεται μέσα στο μπουκάλι. Όταν αφήνουμε ελεύθερο το μπουκάλι, ο αέρας που υπάρχει μέσα στο καλαμάκι παίρνει τον αρχικό του όγκο, εκτοπίζει το νερό και έτσι το υποβρύχιό μας γίνεται πιο ελαφρύ και ανεβαίνει προς τα πάνω. Το πείραμα είναι εξαιρετικό για να δείξουμε την άνωση, την συνθήκη πλεύσης, την πίεση και την υδροστατική πίεση.
Σε αυτό το πείραμα παρατηρούμε τα αποτελέσματα της άνωσης, της δύναμης που ασκείται στα σώματα που βυθίζονται σε υγρό ή αέριο. Όταν πιέζουμε το μπουκάλι, αυξάνεται η πίεση σε όλη την έκταση του υγρού, σύμφωνα με την αρχή του Pascal. Έτσι ανεβαίνει η στάθμη του νερού στον δοκιμαστικό σωλήνα και μειώνεται ο όγκος του εγκλωβισμένου αέρα στον σωλήνα. Οπότε μειώνεται η άνωση η οποία είναι ανάλογη με τον όγκο του αέρα μέσα στον δοκιμαστικό σωλήνα και το σώμα βυθίζεται, γιατί η άνωση γίνεται μικρότερη από το βάρος του. Όταν σταματάμε να πιέζουμε, μεγαλώνει ο όγκος του αέρα στον δοκιμαστικό σωλήνα, μεγαλώνει η άνωση και το σώμα ανεβαίνει, γιατί η άνωση γίνεται μεγαλύτερη από το βάρος του. Ρυθμίζοντας την πίεση, ο σωλήνας ισορροπεί περίπου στη μέση, οπότε η άνωση έχει ίσο μέτρο με το βάρος. Με αυτό τον τρόπο για παράδειγμα, μπορούν τα ψάρια να βυθίζονται στο νερό ή να αναδύονται, ρυθμίζοντας τον όγκο ενός αερόσακου που έχουν στο σώμα τους και αυξομειώνοντας έτσι την άνωση που δέχονται.

Παίζοντας με τα υποβρύχιά μας στην Βιβλιοθήκη του Δήμου Αθηναίων. Future Library 2012

Υποβρύχια
Το υποβρύχιο είναι είδος αέρος και νερού που έχει τη δυνατότητα να κινείται επί και υπό την επιφάνεια της θάλασσας. Προσπερνώντας τις διάφορες απόπειρες, από την αρχαιότητα, κατασκευής υποβρυχίων που όμως δεν τελεσφόρησαν λόγω τεχνικής ανεπάρκειας, τα πρώτα υποβρύχια κατασκευάστηκαν τον 17ο και τον 18ο αιώνα και έμοιαζαν περισσότερο με μεταλλικούς κώδωνες που φιλοξενούσαν συνήθως ένα άτομο και στηρίζονταν για την κίνησή τους στη μυϊκή του δύναμη. Tα υποβρύχια σκάφη που χρησιμοποιούνται για ερευνητικούς σκοπούς αλλά και για αναψυχή, συνήθως λέγονται βαθυσκάφη.

Κείμενο- φωτογραφίες: Τίνα Νάντσου  Υποβρύχια wikipedia
Εφαρμογή: Φυσική Ε' Δημοτικού Μηχανική Φυσική Β' Γυμνασίου Άνωση- Συνθήκη Πλεύσης
http://3gym-trikal.tri.sch.gr

Θαυμάστε τα υποβρύχιά μας. Δεν είναι υπέροχα; Βιβλιοθήκη Βέροιας 2012

Βιβλιοθήκη Δήμου Θήβας 2012. Future Library