- Dob:4+
- Trajanje:10 min
- Zahtjevnost:Lako
- Nered:Malen
- Nadzor:Da
Znanost iza eksperimenta
Plovnost - kao što ime kaže, je svojstvo predmeta koji govori kako će se ponašati u tekućini. Drugim riječima, hoće li plutati (tad govorimo o pozitivnoj plovnosti) ili tonuti (negativna plovnost).
No zašto neki predmeti plutaju, a drugi tonu? Intuitivno, zaključit ćemo da je ključ u masi - teži predmeti će prije tonuti. Ne nužno! Masa je zaista važan faktor, no to je samo jedan dio priče. Druga važna stvar je volumen - koliko je predmet “velik”. Kad imamo masu i volumen, možemo izračunati gustoću predmeta. Gustoća nam govori koliko je predmet ispunjen, koliko ima mase po jedinici volumena.
Gustoća je ključ razumijevanja plovnosti. Kada stavimo predmet u tekućinu, on tone sve dok ne istisne količinu vode jednaku svojoj težini. Ovo je poznato kao Arhimedov zakon. Službeno glasi:
Tijelo uronjeno u tekućinu lakše je za težinu istisnute tekućine.
Još jedan važan faktor je gustoća tekućine u koju stavljamo predmet. Voda ima gustoću 1g/cm³, tako da je masa istisnute vode jednaka njenom volumenu.
Idemo to vidjeti na primjeru. Recimo da imamo premet mase 10g. To znači da kad ga stavimo u vodu, istisnut će 10g vode ili (s obzirom na to da je gustoća 1g/cm³) 10cm³. Dakle, naš objekt mora imati volumen veći od 10cm³ kako bi plutao. Drugim riječima, ako je naš predmet “gušći” od vode (ima gustoću veću od 1g/cm³) potonut će. Da zaključimo, hoće li predmet plutati ili tonuti ovisi o razlici između gustoće predmeta i gustoće tekućine u koju ga ubacujemo.
Plovnost na djelu: predmet pluta ako mu je gustoća manja od gustoće istisnute vode.
Objekt će plutati kada mu je težina manja ili jednaka potisnoj sili.
Što će se dogoditi s narančom kad je ogulite?
Pogodi, a zatim dodirni odgovor i provjeri!
Naranča koja pluta i tone
Kako to objašnjava naš eksperiment? Neoguljena naranča pluta na vodi. To znači kako je njena gustoća manja od 1g/cm³. Kada ju ogulimo, smanjimo joj masu, no što se događa s volumenom?
Kora sadrži puno malih pukotina punih zraka koje čine naranču voluminoznijom. Ako se prisjetimo formule za gustoću (masa/volumen), kad ogulimo naranču smanjili smo joj masu, no još više smo smanjili volumen. To znači da je gustoća veća od 1g/cm³ (gustoće vode) te naša naranča tone!
Potrebni materijali
Dvije naranče i posuda s vodom: najjednostavnija demonstracija gustoće.
Potrebni materijali za demonstraciju gustoće pomoću naranče.
- Voda
- Posuda
- Naranča (ili dvije)
- Nož
Upute za demonstraciju
Za korak po korak upute kako provesti eksperiment pogledajte video na početku članka ili nastavite čitati...
👨👧 Potreban nadzor odraslih
Ako korom zarezujete nožem, neka to obavi odrasla osoba - iako male ruke naranču obično mogu oguliti i same. Sve ostalo potpuno je sigurno i bez nereda.
- Uspite vodu u posudu
- Ubacite neoguljenu naranču. Pluta ili tone?
- Ogulite koru i pokušajte ponovno! Što se događa?
Što ćete naučiti ovim pokusom
- Što je gustoća i koja joj je formula
- Koja svojstva određuju hoće li predmet plutati ili tonuti
- Arhimedov zakon
- Znanstvenu metodu
Najvažnije ukratko
- Plovnost određuje hoće li predmet plutati ili tonuti u tekućini.
- Ključna je gustoća - koliko je mase zbijeno u određenom volumenu - a ne sama težina.
- Predmet pluta ako je manje gust od tekućine; gustoća vode je 1 g/cm³.
- Arhimedov zakon: uronjeni predmet potiskuje sila jednaka težini istisnute vode.
- Neoguljena naranča pluta jer joj kora puna zraka povećava volumen; guljenjem se taj volumen ukloni pa naranča potone.
Često postavljana pitanja
Zašto neoguljena naranča pluta, a oguljena tone?
Kora naranče je spužvasta i puna sitnih zračnih džepova koji cijeloj naranči daju velik volumen i malu gustoću pa pluta. Guljenjem se ukloni malo mase, ali puno volumena, zbog čega naranča postane gušća od vode, pa oguljena naranča potone.
Što je gustoća jednostavnim riječima?
Gustoća je koliko je mase zbijeno u određenom prostoru (volumenu). Računa se kao masa podijeljena volumenom. Dva predmeta mogu biti iste veličine, a imati vrlo različite gustoće, ovisno o tome koliko je njihov materijal zbijen.
Što je plovnost?
Plovnost je sila kojom tekućina prema gore potiskuje predmet uronjen u nju. Ako je ta sila veća ili jednaka težini predmeta, predmet pluta; ako je manja, predmet tone.
Što je Arhimedov zakon?
Arhimedov zakon kaže da tijelo uronjeno u tekućinu potiskuje sila jednaka težini istisnute tekućine. Objašnjava zašto predmeti manje gustoće od vode plutaju - istisnu dovoljno vode da podupru vlastitu težinu.
Tone li teži predmet uvijek?
Ne. Hoće li nešto potonuti ovisi o gustoći, a ne samo o težini. Golemi čelični brod pluta, a sitni kamenčić tone jer oblik broda raspoređuje njegovu masu na velik volumen pa je ukupno manje gust od vode.
Je li pokus s gustoćom naranče siguran za djecu?
Da - jedan je od najsigurnijih pokusa. Naranča se obično može oguliti rukama, a ako se nožem zarezuje kora, taj dio neka obavi odrasla osoba. Ostatak je samo ubacivanje naranče u vodu i promatranje.
Ako vam se svidio ovaj eksperiment i želite još sličnih, preporučujemo da probate još neke “kuhinjske eksperimente”. Imate gumenih bombona pri ruci? Probajte demonstraciju osmoze! Zanima vas što se događa s jajem u octu? Reći ćemo vam unaprijed da je jako zabavno - jaje će postati prozirno i elastično!
Ako vas zanima dodatno objašnjenje o Arhimedovom zakonu i plovnosti, možete pogledati ovaj zanimljiv video s Ted-Ed kanala:
