"Oasis of the Seas" är världens största kryssningsfartyg med en massa på 100.000 ton, men det flyter. Fartygsdesigners använder Archimedes princip som säger att för att en båt ska flyta måste den förskjuta en lika stor mängd vatten mer än sin egen vikt. Detta komplexa koncept görs mer tillgängligt för studenter genom användning av intressanta demonstrationer och experiment som de som beskrivs nedan.

Hur allt började

I gammal Grekland beställde King Hiero II en krona till görs av en lokal guldsmed. Han tvivlade på att det var rent guld, så han gav filosofen-forskaren Archimedes uppgiften att ta reda på. Archimedes gick in i ett varmt bad och såg vattenutsläpp över sidan när han sjönk in i badkaret och insåg att vattnet som förskjutits var lika med kroppens volym. "Eureka!" Utropade han när han bestämde sig för att han kunde använda denna förskjutningsteknik för att beräkna kronans volym och densitet. Hans test visade att kronans densitet var mindre än guld, så att kronan inte var rent guld.

Ball versus Hull

När man frågades varför en aluminiumcylinder sänker kan en elev felaktigt svara: "Eftersom det väger mer. "Ge eleverna två stycken 5-tums-5-tums aluminiumfolie. Hitta massan av båda. Be studenterna att krossa en torg med folie i en tät boll, släpp den i vattnet och se den sjunka. Experimentera med andra kvadraten tills du hittar ett sätt att göra aluminiumflotten. När aluminiumet är format som en båt kommer det att flyta eftersom volymen har ökat kraftigt medan massan har stannat densamma. Skrovet på båten är fyllt med luft, ökar volymen utan att lägga till betydande vikt. Båten kommer att flyta om båtens massa är mindre än vattnet den förskjuter. Med ett ihåligt skrov kommer båten att förskjuta mer vatten än bollen.

Hovering Helium Balloon

Tyngdkraften beror på objektets massa för att dra ner den genom en vätska. När objektet börjar sjunka, fungerar flytande kraft för att skjuta föremålet uppåt. Om gravitationskraften är större än flytkraft kommer objektet att sjunka. Heliumballonger flyter i luft eftersom massan av luften de förskjuter är större än helium och ballongens massa. Slip ett band till en heliumballong och det kommer att flyta eftersom den flytande kraften är större än gravitationskraften. Öka tyngdkraften genom att öka vikten. Tie pretzels till bandet, öka vikten tills ballongen sjunker. Nu nibble lilla bitar av pretzel tills ballongen långsamt börjar stiga. Om du kan få ballongen att "sväva", är gravitationskraften lika med den flytande kraften.

Flytande Grape

Använda Archimedes huvudman kan eleverna bestämma om ett objekt ska sjunka eller flyta in olika vätskor. Förbered ett klart glas med varmt vatten. Lägg till en druva och det sjunker. Tillsätt salt till glaset och druvan börjar flyta. Kom ihåg Archimedes 'huvudman: Om ett objekt väger mer än sin egen volym i vätska, sjunker det. Att tillsätta salt till vattnet ökar massan per volym tills den är lika eller tätare än druvan. Vid denna tidpunkt kommer druvan att flyta.