A sűrűség paradoxon

2015. január 15. - Jakus Adam

Gyermekkorunkban legtöbben bedőltünk a klasszikus kérdésnek, miszerint 1 kg toll vagy 1 kg vas a nehezebb. :) A kísérlet során megválaszolandó kérdések már nem lesznek ennyire egyszerűek, viszont megválaszolásukba az egész osztály bevonható! A kísérlet nagy előnye, hogy nem csak a másodperc tört része alatt lezajló reakciót látunk, hanem az óra interaktivvá tehető, mivel az osztály minden egyes tanulójának ötlete szükséges a kísérlet mikéntjének megfejtéséhez.

A megszokottól eltérően most a kísérletet nem követhetitek lépésről - lépésre videón keresztül, azonban a videó iránt rajongóknak sem kell, hogy hiányérzete legyen, megnyugtatlak Titeket, lesz videó is!

Sűrűségkülönbségek következtében létrejövő rétegzettség.

E heti kísérletünk a sűrűség témaköré épül. Jól tudjuk, hogy a sűrűség az a mennyiség, amely megmutatja az adott anyag egységnyi térfogatának a tömegét. 

Jele: ρ ; mértékegysége: kilogramm/köbméter; gramm/köbcentiméter

ρ = m/V (m: adott anyag tömege [kg]; V: adott anyag térfogata [V])

Mindezen alapvető definíciók ismeretében már számolhatjuk is adott anyagok sűrűségét, térfogatát vagy tömegét az ismert fizikai mennyiségek függvényében.

A sűrűség paradoxon: (a kísérlet kivitelezése)

1. A kísérlet előtti napon készítsünk sima vízből átlagos méretű jégkockát.
2. Egy közepes méretű főzőpoharat készítsünk elő, majd töltsük meg a drogériákban kapható babaolajok bármelyikével. Töltsük nyugodtan majdnem színig a poharat.
3. Tegyük bele az előzőleg elkészített jégkockát. 

Azt fogjuk tapasztalni, hogy paradox módon a jégkocka elsüllyed a víznek tűnő babaolajban. Természetesen azért, mert a víz sűrűsége nagyobb, mint a babaolaj sűrűsége. Ezt követően következhet az osztálynak szánt kérdés: miért süllyedt el a jég a vízben??? (A sűrűségkülönbséget alapvetően kétféleképpen magyarázhatjuk: a vízbe, amiből a jeget készítettük tettünk valami más anyagot is (cukor, só ...), illetve lehet nem is víz van a pohárban?)

A lehetséges ötleteket, magyarázatokat beszéljük meg közösen.

Érdekességek:
- legkönyebb anyag a világon: aerogél - 1 köbméternyi kocka tömege mindössze 3 kilogramm
- legnehezebb anyag a világon: ozmium - 1 köbméternyi kocka tömege 22590 kilogramm
- a földkéreg átlagsűrűsége: 2,8 gramm / köbcentiméter

Amennyiben lehetséges időt szakítani rá, végezzük el a Kecskeméti Református Gimnázium sűrűségmérését. Kiváló példa, miként tehető interaktívvá és élményekkel telivé az oktatás.

Jó kísérletezést!

Szükséges eszközök:
főzőpohár
- jégkocka
- babaolaj

Jakus Ádám
e-mail: fizika@stiefel.hu
Tel.: (1) 415-2010

Videó forrása: Youtube (Kecskeméti Református Gimnázium)

A bejegyzés trackback címe:

https://hetikiserlet.blog.hu/api/trackback/id/tr327028201

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

vassmiklos 2015.01.25. 22:32:23

Ez mit jelent?

Gyermekkorunkban legtöbben bedőltünk a klasszikus kérdésnek, miszerint 1 kg toll vagy 1 kg vas a nehezebb. :)

Heti Kísérlet 2015.01.25. 22:38:25

Kedves vassmiklos,

A tréfás bevezető arra utal, hogy már gyermekkorban megtapasztaljuk, hogy bizonyos anyagoknak más és más a sűrűsége. Ezt a korai berögződést azonban nehezen tudjuk levetkőzni. A kísérlet megoldása szempontjából azonban muszáj megtennünk. :)

ui.: ugyan ilyen berögződés, hogy ha folyadékról beszélünk szinte mindenki a vízre gondol, illetve, ha forrásról esik szó, akkor is a víz jön elő a maga ~ 100 °C-val, miközben szobahőmérsékleten is tudunk forrást produkálni, persze megfelelő nyomásviszonyok szükségesek