Πώς μπορώ να μετρήσω τον όγκο ενός μπαλονιού;

 

 Για να μπορέσουμε να μετρήσουμε τον όγκο ενός μπαλονιού ή τον όγκο ενός οποιουδήποτε αντικειμένου που δεν έχει καθορισμένο σχήμα, και άρα δεν είναι γνωστός ο τρόπος με τον οποίο μπορούμε να τον υπολογίσουμε, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την αρχή του Αρχιμήδη.

Η αρχή του Αρχιμήδη

Μια εφαρμογή της αρχής του Αρχιμήδη

Στα παραπάνω βίντεο παρακολούθησατε μια εκδοχή αναφορικά με τον τρόπο που απέδειξε ο Αρχιμήδης ότι το στέμμα δεν ήταν χρυσό. Όμως, όπως και να απέδειξε κάτι τέτοιο, ο Αρχιμήδης συνειδητοποίησε δύο πράγματα:

1. Όταν ένα αντικείμενο βυθίζεται στο νερό, μια ποσότητα νερού πρέπει να κάνει στην άκρη για να δημιουργήσει χώρο για το αντικείμενο. Αυτή η ποσότητα νερού ονομάζεται εκτόπισμα. Ο όγκος του εκτοπισμένου νερού είναι ακριβώς ο ίδιος με τον όγκο του βυθισμένου αντικειμένου.

1. Οτιδήποτε βρίσκεται μέσα στο νερό δέχεται μία δύναμη από αυτό, την λεγόμενη άνωση, η οποία είναι ίση με το βάρος του νερού που εκτοπίζει το βυθισμένο αντικείμενο. Η άνωση έχει πάντοτε φορά προς τα πάνω και οφείλεται στο γεγονός ότι το κάτω μέρος του αντικειμένου δέχεται περισσότερη πίεση από το πάνω μέρος. Γιατί συμβαίνει αυτό; Γιατί όσο πιο πολύ βυθίζεσαι στο νερό τόσο περισσότερο νερό βρίσκεται από πάνω σου. Με απλά λόγια η πίεση αυξάνεται όσο αυξάνεται το βάθος.
2. 

 

Πόσο αέρα χωράνε τα πνευμόνια μας σε μια αναπνοή;

Για να το υπολογίσουμε αυτό δεν έχουμε παρά να εκτελέσουμε το παρακάτω πείραμα, για το οποίο θα χρειαζόμαστε τα παρακάτω υλικά:
1 μπαλόνι
1 λεκάνη
1 ταψί ή κάποιο άλλο σκεύος μέσα στο οποίο να χωράει η λεκάνη.
1 ζυγαριά κουζίνας
Και ίσως χρειαστούμε τη βοήθεια ενός μεγαλύτερου!!!!

Εκτέλεση του πειράματος
Τοποθετούμε μέσα στο ταψί τη λεκάνη και τη γεμίζουμε με νερό μέχρι επάνω τόσο ώστε οτιδήποτε και αν προσθέσουμε σε αυτή το νερό να υπερχειλίσει.
Παίρνουμε βαθιά αναπνοή και εκπνέουμε μέσα σε ένα μπαλόνι, ολόκληρη την ποσότητα αέρα που εισπνεύσαμε. Στη συνέχεια το δένουμε από πάνω, ώστε να κρατήσουμε τον αέρα μέσα σε αυτό.
Έπειτα βυθίζουμε το φουσκωμένο μπαλόνι στη λεκάνη με το νερό, τόσο ώστε να καλυφθεί ολόκληρο από το νερό.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Προσέχουμε να βυθίζουμε όσο το δυνατό λιγότερο τα χέρια μας στο νερό για να μην επηρεάζουν τις μετρήσεις μας.

Στη συνέχεια αδειάζουμε σε ένα μπολ το νερό που έχει υπερχειλίσει στο ταψί και το ζυγίσουμε με μια ζυγαριά.
Παρατηρούμε την ένδειξη της ζυγαριάς. Όσα γραμμάρια είναι το βάρος του νερού που εκτοπίστηκε, τόσα ml είναι και ο όγκος του αέρα που χωράει στα πνευμόνια μας.
Με έναν μαρκαδόρο σημειώστε τον όγκο πάνω στο μπαλόνι σας.
ΜΗΝ ΞΕΧΑΣΕΤΕ να φέρετε τη Δευτέρα το φουσκωμένο μπαλόνι στο σχολείο.

Επέκταση του πειράματος
Μπορείτε να επαναλάβετε το παραπάνω πείραμα όσες φορές επιθυμείτε και σε διαφορετικό άτομο κάθε φορά, ώστε να διαπιστώσετε τις διαφορές στη χωρητικότητα των πνευμόνων του κάθε ανθρώπου. Ενδιαφέρον έχει να πραγματοποιήσετε το πείραμα σε έναν ενήλικα καπνιστή και σε έναν μη καπνιστή. Τι παρατηρείτε;

Στην αρχή του Αρχιμήδη βασίζεται και η πλεύση των πλοίων.

Παρακολουθώντας το παρακάτω βίντεο μπορείτε να καταλάβετε γιατί τα πλοία ενώ είναι τόσο μεγάλα και τόσο βαριά και επιπλέον μπαίνει μέσα σε αυτά τόσο κόσμος και τόσα αυτοκίνητα καταφέρνουν να επιπλέουν.

Ο δάσκαλος της τάξης

Χρήστος Σκάρκος

 

Αποτέλεσματα

 

 

• Προηγούμενο
• Επόμενο