Όταν ζητάμε από τα παιδιά να ερμηνεύσουν το γιατί το λάδι επιπλέει, η προφανής τους απάντηση είναι “γιατί το λάδι είναι ελαφρύτερο”. Ζητήστε, τότε, διευκρινίσεις της μορφής: Τι θα πει ελαφρύτερο; αν βάλουμε πολύ λάδι πάνω σε λίγο νερό θα βουλιάξει το λάδι; Μέσα από τη συζήτηση τα παιδιά μπορούν να απομακρυνθούν από την ιδέα ότι το βάρος ρυθμίζει την ικανότητα πλεύσης και να φτάσουν σε μία έννοια ανάλογη της πυκνότητας, υιοθετώντας εκφράσεις όπως “βαρύ για τον όγκο του” ή “βαρύ για το μέγεθός του”.
Μέσα από το φαινόμενο της πλεύσης ενός υγρού σε άλλο, μιλώντας πάντα για μη αναμιγνυόμενα υγρά, δείχνεται στα παιδιά η ανάγκη για την εισαγωγή μιας νέας έννοιας, της έννοιας πυκνότητα, μια και χωρίς αυτή δεν μπορεί να ερμηνευτεί το φαινόμενο. Η πυκνότητα εισάγεται ως μια ιδιότητα του σώματος (εδώ του υγρού) που εξηγεί την πλεύση: τα μικρότερης πυκνότητας υγρά επιπλέουν στα μεγαλύτερης πυκνότητας.
Όταν τοποθετούμε το μπαλάκι και αυτό επιπλέει στο οινόπνευμα, τότε η μέση πυκνότητά του (αλουμινόχαρτο και εγκλωβισμένος αέρας) είναι λίγο μικρότερη από αυτήν του οινοπνεύματος, καθώς μέρος από το μπαλάκι εξέχει στον αέρα. Όταν το συμπιέζουμε, απομακρύνουμε μέρος του εγκλωβισμένου αέρα και η μέση πυκνότητά του αυξάνεται με αποτέλεσμα αυτό να επιπλέει στο λάδι και τελικά να βυθίζεται στο νερό. Ένα στερεό επιπλέει σε ένα υγρό αν το στερεό έχει μικρότερη πυκνότητα από αυτό. Η διαδικασία συμπίεσης [στα παιδιά μπορούμε να πούμε ότι έτσι (συμ)πυκνώνουμε το μπαλάκι], μπορεί να οδηγήσει στο συμπέρασμα ότι το μέγεθος πυκνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογο του όγκου (όταν η μάζα παραμένει σταθερή, όπως συμβαίνει εδώ).
Σημειώσεις: 1. Στα σχολικά βιβλία δεν αναδεικνύεται η ανάγκη εισαγωγής της έννοια πυκνότητα. 2. Η σχέση d=m/V δεν αποτελεί ορισμό της πυκνότητας, είναι απλά μια μαθηματική σχέση που συνδέει τη νέα έννοια με δύο άλλες ήδη γνωστές.
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου