ידוע, שעל כל גוף, מוקף באופן מלא או חלקי בנוזל, פועלים שתי כוחות מנוגדים: כוח ציפה שפועל כלפי מעלה וגודלו שווה למשקל הנוזל שמוחלף על-ידי הגוף והכוח השני הוא כוח הכבידה ששווה למשקל גוף.
מה יקרה עם הביצה אם היא תשאר בתוך כוס עם מים מלוחים הרבה זמן?
כאשר ידוע שמיים מלוחים מושכים נוזלם דרך הקליפה של ביצה ובתוכה מצטברות בועות אוויר?
תבחר אחד מהאופציות:
1) הביצה תישקע
2) לא השתנה כלום: הביצה תשאר מאוזנת בתוך הנוזל בכוס.
3) הביצה תעלה למעלה.
התשובה הנכונה היא 3: הווצרות בועות אוויר בתוך הקליפה מגדיל את כוח העילוי הפועל על הביצה.
Provide an answer by clicking on "Map" and then on "Add an Answer".
Results, Analysis and Discussion
ניסוי-הביצה הצפה
בניסוי זה גרמנו לביצה טרייה לצוף בתוך כוס עם מים.
ידוע, שעל כל גוף, מוקף באופן מלא או חלקי בנוזל, פועלים שתי כוחות מנוגדים: כוח ציפה שפועל כלפי מעלה וגודלו שווה למשקל הנוזל שמוחלף על-ידי הגוף והכוח השני הוא כוח הכבידה ששווה למשקל הביצה. בניסוי שנינו את שיווי משקל של הכוחות ע"י הגדלה של כוח ציפה באמצעות שינוי צפיפות הנוזלים וראינו תנועת הביצה כלפי מעלה.
הניסוי בוצע על''י מרינה אביאר
הניסוי בוצע על''י מנל סירחן
הניסוי בוצע עלידי
מצב הביצה
0 כפיות מלח
0 כפיות מלח
0 כפיות מלח
הביצה שוקעת
4 כפיות מלח
3 כפיות מלח
3 כפיות מלח
הביצה "מאוזנת" - לא מגיעה לתחתית הכוס ולא צפה
8 כפיות מלח
8 כפיות מלח
8 כפיות מלח
הביצה צפה
מכאן ניתן להסיק: אם צפיפות חומר הגוף תהיה קטנה מצפיפות החומר בו הוא נמצא, הגוף יצוף. אם צפיפות חומר הגוף תהיה גדולה יותר -הגוף ישקע. אם שווה הגוף ירחף.
לסיכום:
בניסוי הזה בא לידי ביטוי החוק של ארכימדס:
על הגוף השקוע (כולו או בחלקו) בתווך זורם פועל כוח עילוי השווה למשקלו של התווך הזורם שנפחו כמו הנפח של הגוף. לכן ככל שצפיפות של התווך יותר גדול כך גם כוח העילוי הוא גדול יותר. הוספת מלח הגדילה את צפיפות התווך הזורם וכך הגדילה גם את כוח העילוי.
בניסוי הזה משתנה בלתי תלוי:
צפיפות התווך הזורם - שינוי הצפיפות נעשה באמצעות הוספת מלח לתווך של מים מתוקים. בכוס הראשונה לא היה מלח וצפיפות התווך הייתה הכי נמוכה. בכוס השנייה צפיפות הייתה הכי גדולה כי הוספנו 7 כפיות מלח. בכוס השלישית הצפיפות הייתה בינונית כי הוספנו רק 3 כפיות מלח.
בניסוי הזה משתנה תלוי:
כוח עילוי הפועל על הביצה - הוא המשתנה התלוי המשתנה בתלות בצפיפות של התווך הזורם. ככל שצפיפות התווך גדולה יותר כך כוח העילוי הוא גדול יותר. בכוס הראשונה צפיפות התווך הייתה הכי קטנה וכתוצאה כוח עילוי היה הכי קטן שגרם לביצה לשקוע. בכוס השנייה כוח עילוי היה הכי גדול כתוצאה מצפיפות התווך הכי גדולה. בכוס השלישית כוח עילוי היה בינוני והצליח לאזן את כוח הכבידה כך שהביצה צפה.
הדגמה מצוינת לחוק הציפה של ארכימדס, כל הכבוד ..(חיזוק חיובי)
חסר גרף שלדעתי זה מאוד חשוב (הצהרה טכנית)
חסר דיון (הצהרה טכנית)
אני ביצעתי את הניסוי פעמיים , כי השתמשתי באותה כמות של מים ומלח אבל 3 כפות מלח 50 גרם היו מספיקות שהביצה תצפה עד הסוף. צריך להיות יותר מדויקים, להשתמש במאזניים לעשות ריכוזים , לוודא שמשקל הביצה לא משפיע על התוצאות (הצהרה סמנטית)
לדעתי שאלת החקר קלה יחסית, הייתי משנה אותה לשאלה ברמה יותר גבוהה, כי אני מניחה שמדובר בכיתות חטיבה עליונה, למשל הייתי שואלת אם הפרדנו בין 2 הקליפות של הביצה מה יקרה עם אותה כמות של מלח? (הרחבה הצעתי).
רעיון מאוד נחמד להסביר ולהתנסות בחוק ארכמידס (חיזוק חיובי)
היה חסר לי הסבר יותר ממוקד על הכוחות, למשל: הייתי מוסיף חצים בכיוון הכוח שפועל על הביצה, חץ עבה מגדיר כוח גדול וחץ דק מגדיר כוח חלש וכך בהסבר ויזואלי זה יכול להיות יותר קל להבנה. (הצהרה טכנית).
הייתי משפר השאלה בצורה כזאת, אם הייתי גורם לקליפה החיצונית של הביצה להיות חדירה יותר למים/מלח על ידי סוג מסויים של חומצה, האם נצטרך יותר/פחות מלח כדי שביצה תצוף? (הרחבה הצעתי)
חיזוק חיובי: שאלה קלה מבחינת ביצוע והיא שאלה מעניינת ולא כל כך מסובכת מבחינת מיומנויות מעבדה ודרך הניסוי אפשר להסביר חוק ארכימדס. והחומרים שמשתמשים בהם בביצוע המעבדה הם זמינים ואפילו נמצאים בכל בית ולא רק במעבדה.
הצהרה: בניסוי היה חסר דיוק מבחינת נפח המים בכל כוס (כך שאני כאשר ביצעתי את הניסוי הוספתי בער מים עד ל 0.75% מהכוס), וגם מבחינת כמות המלח היינו אמורים לעבוד עם מאוזניים ושלקול כמות המלח ששמים בכל כוס.
הרחבה: הצעות להרחבה: להשתמש במאוזנים על מנת לוודות שהשתמשנו בכמויות מדויקות של מלח בכל כוס וגם אפשר לבנות גרף אחרי שמקבלים תוצאות הניסוי המקשר בין כמות המלח שהוספנו עבור כל כוס לבין גובה הציפה של הביצה (במקרה הזה נעשה את הניסוי ביותר מ 3 כוסות ובכמויות מלח שהולכות וגדלות ובכך יהיה לנו יותר נתונים שנוכל באמצעותם לבנות הגרף).
Multimedia Questions
Inquiry Questions
