"Oasis of the Seas" is 's werelds grootste cruiseschip met een massa van 100.000 ton, maar het drijft. Scheepsontwerpers gebruiken het principe van Archimedes dat stelt dat een boot moet zweven om een ​​gelijk volume water meer dan zijn eigen gewicht te verplaatsen. Dit complexe concept wordt toegankelijker gemaakt voor studenten door het gebruik van interessante demonstraties en experimenten zoals die hieronder worden beschreven.

Hoe het allemaal begon

In het oude Griekenland gaf koning Hiero II een kroon aan gemaakt door een plaatselijke goudsmid. Hij betwijfelde of het puur goud was, dus gaf hij filosoof-wetenschapper Archimedes de taak om erachter te komen. Archimedes stapte in een warm bad en zag dat er water over de zijkant stroomde toen hij in de kuip zakte en besefte dat het verplaatste water gelijk was aan het volume van zijn lichaam. "Eureka!" Riep hij uit toen hij besloot dat hij deze verplaatsingsmethode kon gebruiken om het volume en de dichtheid van de kroon te berekenen. Zijn test bewees dat de dichtheid van de kroon minder was dan goud, dus de kroon was niet puur goud.

Ball versus romp

Op de vraag waarom een ​​aluminium cilinder wegzakt, kan een student ten onrechte antwoorden: "Omdat het weegt meer. "Geef leerlingen twee stukjes aluminiumfolie van 5-inch-bij-5-inch. Zoek de massa van beide. Vraag de leerlingen om een ​​stuk folie in een strakke bal te kneden, in het water te laten vallen en hem te zien zinken. Experimenteer met het tweede vierkant totdat je een manier vindt om het aluminium te laten zweven. Wanneer het aluminium de vorm heeft van een boot, drijft het omdat het volume enorm is toegenomen terwijl de massa hetzelfde is gebleven. De romp van de boot is gevuld met lucht en verhoogt het volume zonder aanzienlijk gewicht toe te voegen. De boot zal drijven als de massa van de boot minder is dan het water dat hij verplaatst. Met een holle romp verplaatst de boot meer water dan de bal.

Zwevende heliumballon

De zwaartekracht hangt af van de massa van het object om het door een vloeistof naar beneden te trekken. Terwijl het object begint te zinken, werkt de drijvende kracht om het object omhoog te duwen. Als de zwaartekracht groter is dan de drijvende kracht, zal het object zinken. Heliumballonnen zweven in lucht omdat de massa van de lucht die ze verplaatsen groter is dan de massa van het helium en de ballon. Bind een lint aan een heliumballon en het zal drijven omdat de drijvende kracht groter is dan de zwaartekracht. Verhoog de zwaartekracht door het gewicht te verhogen. Knoop pretzels aan het lint, waardoor het gewicht toeneemt totdat de ballon zakt. Knip nu kleine stukjes van de krakeling tot de ballon langzaam begint te rijzen. Als je de ballon kunt laten 'zweven', is de zwaartekracht gelijk aan de krachtige kracht.

Drijvende druif

Met behulp van het hoofd van Archimedes kunnen leerlingen bepalen of een object zal zinken of zweven verschillende vloeistoffen. Bereid een helder glas voor met warm water. Voeg een druif toe en hij zal zinken. Voeg zout aan het glas toe en de druif begint te drijven. Onthoud het hoofd van Archimedes: als een voorwerp meer weegt dan zijn eigen volume in vloeistof, zal het zinken. Door zout aan het water toe te voegen, neemt de massa per volume-eenheid toe totdat deze gelijk is aan of hoger is dan de druif. Op dit moment zweeft de druif.