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洗澡玩出科學~觀察壓力與浮力篇 次要群組 [作者世界::親子科學樂] 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-05-06 20:46:15
關鍵字 1大氣壓力 2浮力
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不正常人類人腦智慧研究所
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阿基米德洗澡時悟出浮力與體積的關係,並順利解決皇冠的真偽;我家的小孩也在洗澡時,發現科學!受限於尺度……很抱歉,一向出現在科學文章的超級模特兒~小蒨、翔翔,這回不能亮相。

小朋友總喜歡帶著玩具泡水,他們玩水時,順便整理浴室。並沒有刻意教小孩其中原理,我重視觀察、發現與想像,請小孩將發現告訴我,原理留給學校老師教吧!以下內容是與小朋友共同討論的,至於科學原理則是後來再添加的。科學媽媽藉著小朋友的發現,在課堂中為學生補充~生活科學!

 (1) 『有些玩具會浮在水面,有些玩具會沉下去。』
二歲半的翔翔第一次帶乒乓球到浴室,很生氣:『怎麼都不聽話!』本來浮著的船形容器小鴨子,加了水會沉;而平常可以放在杯子中的橘色小球,到水中卻總是跑出來,怎麼都不會沉下去……

是不是因為球球比較輕?才會浮起來?當然不是,物體的浮沉與密度有關,物體密度>液體,物體就會沉到液中;物體密度<液體,物體就會浮在液面上。鐵的密度比水大,可是為什麼鐵做的船卻會浮?浮力與液面下的體積有很大的關係,把鐵摺成船形,增加浮力~

(2)『尿尿囉!』
『誰在浴缸偷尿尿?』是翔翔嗎?不是,是唐小鴨。他們喜歡在水中揉捏玩具,因為空氣被擠出,等手一鬆,外壓大於內壓,水就被吸進去了(也可以說是被推進去的)。拿出來~再擠壓,水又跑出了。

唐小鴨雖然只有一個開口,但是可以擠壓,運用『帕斯卡原理』,傳遞液壓,像水槍!而同樣只有一個開口的,還有浴室中的尿尿小童(小朋友對它感到怕怕,目前還沒在小朋友面前示範)。尿尿小童會吸水噴水是因為氣體熱脹冷縮,造成的壓力改變,與大氣壓力有關。

(3)『放屁屁!』
翔翔不小心在洗澡時放屁屁,因為屁屁的氣體對水的溶解度低,於是形成氣泡,還好科學媽媽沒有誇張到要用『排水集氣法』收集。如果是想觀察小氣泡變大氣泡,不必等放屁屁~打氣或是裝點空氣在袋子,再擠出即可;或是用透明小罐子反扣壓入水中,到水中微微傾斜~也可以製造氣泡。

氣泡其實不是圓球狀,扁扁的像水母形狀,上圓下凹,而且上升的速度越來越快。為什麼?液壓與深度有關,氣泡由底部上升,液壓減少,氣泡內壓也下降,根據波以耳定律,壓力與體積成反比,於是氣泡體積變大;接著,又因為浮力與體積成正比,氣泡浮力增加,向上受力變大,上升速度自然快。

(4)『把玩具貼在牆上囉!』
玩具浮在水上不稀奇,如果是被吸在牆上呢?翔翔與小蒨發現沾了水的玩具,會被黏在牆上,像靜電貼紙~不過,水乾了就會掉下來,玩具越輕越平滑效果越好,玩具偶爾會滑下來~卡在另一個位置。

『水不是減少摩擦?怎麼反而把玩具吸住了?』跟吸盤的原理類似,與大氣壓力有關,水填滿了玩具與牆之間的空隙,大氣壓力的作用力提供正向力,使得最大靜摩擦力提高,最大靜摩擦力可以當作玩具是否會掉下來的『門檻』。

 (5)『下雨~下雨~』
裝水、倒水,就這麼重複著,還會問我要喝點什麼飲料?扭蛋殼有四個孔,水會從洞中流出,像下雨一樣!不過,『為什麼開始比較快,後來慢?』

一開始水裝滿,水壓大,出水速度快;之後水壓變小,流速變慢;而出水角度也不一樣,最初的角度真的是與器壁垂直,後來則無,四條水柱的角度漸漸變小,最後匯成一條,形狀像扭轉的彩帶。

扭蛋殼配上小奶瓶的瓶身,變成怪怪裝置。裝滿水,倒扣~『怎麼水流不出來?』因為大氣壓力的作用力把水擋住了。那麼怎麼讓水流出來?
『很簡單,搖一搖就好了。』小蒨教媽媽:『一點、一點,水就流完了。』這是慣性。

換媽媽,我有學過大氣壓力,輕輕傾斜~二孔在上,二孔在下,空氣由上孔進入,水則慢慢由下孔流出。如果要讓水流的更快,怎麼做?
用吹的,在上孔灌氣,水就被噴出來了!


分類:親子科學樂 2009/06/17 06:49

END
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