Bloques de madera y monedas en un vaso de agua.
Pon una moneda de diez centavos en un vaso de agua. La moneda flota milagrosamente en el agua y crea una pendiente gracias a su propia gravedad. Luego pon un trozo de madera y éste flota en el agua. La moneda ahora está en el medio del vaso y los bloques de madera están a cada lado. Si empujas la moneda hacia un lado, volverá al centro. Si empujas el trozo de madera hacia el medio, volverá a los lados. Luego, agrega agua hasta que el agua esté llena y las posiciones de los dos objetos se inviertan. A partir de esto, puedo plantear varias preguntas.
? ¿Por qué los bloques y las monedas están en el agua? El bloque está sobre el agua, lo que significa que contiene aire y es más ligero porque es demasiado denso. Cuando se coloca sobre el agua, la flotabilidad del aire aumenta, sosteniendo el bloque para que no pueda hundirse. Entonces, ¿las monedas también flotan? ¡equivocado! Si todas las monedas tuvieran burbujas de aire, crearían flotabilidad. ¿Por qué una moneda de un dólar y cincuenta centavos se hunde cuando se coloca en agua? Oh, el material de cada moneda es diferente, algunas son livianas, otras pesadas y el color es amarillo o plateado. El peso de una moneda de diez centavos es mucho menor que el de una moneda de cinco centavos y una de un yuan.
Sin embargo, el problema aún no se puede solucionar. ¿Por qué las monedas flotan ligeramente en el agua? Esto me recuerda la molécula de agua que aprendí el semestre pasado. Las moléculas de agua se juntan para formar agua. Como el agua está formada por moléculas, existen fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. La superficie del agua está formada por moléculas. ¿Recuerdas las gotas de agua? ¿Por qué las gotas de agua son redondas en lugar de planas? Debido a que las moléculas de agua se atraen entre sí en el exterior de la gota a través de la gravedad, quedan atrapadas en el interior. Llamemos película de agua a esta pared enfriada por agua.
La película de agua puede resistir la fuerza de tantas moléculas de agua que son expulsadas, ¿por qué no puede resistir la fuerza de objetos extraños que ingresan al agua? La gravedad de una moneda de diez centavos es suficiente para ser interceptada por la película de agua de las moléculas de agua, por lo que flota en el agua. Si bien las moléculas de agua internas comprimen la película de agua, si el objeto externo es demasiado pesado, no puede resistirlo, como un objeto pesado. Por 1 moneda, puedes ingresar a las aguas locales sin problemas (así que no pienses en flotar en el agua con habilidades ligeras). La fuerza que el agua muele contra la moneda de diez centavos se llama tensión superficial (la tensión superficial se puede destruir y el jabón puede lograr este propósito. Si se remoja el jabón en esa taza de agua, solo flotará la madera, pero sin la moneda, la madera es más liviano en este momento. No flota en el agua por flotabilidad, sino que usa la tensión superficial como una moneda.
Si resuelves el segundo problema, ¿por qué está la moneda en el medio y el bloque de madera al lado? y luego el bloque de madera flota hacia el medio, ¿la moneda se hace a un lado? Esto es realmente desconcertante. Quizás tenga algo que ver con el peso y la tensión superficial de los dos objetos, por lo que la moneda determina la dirección. el bloque de madera. En el punto de equilibrio, la moneda ocupa la posición media. El bloque de madera es demasiado liviano y hay que empujarlo hacia un lado. Después de agregar agua, la superficie del agua realmente se hincha. Las diversas fuerzas que existen en el experimento La fuerza que presiona el bloque de madera y la moneda hacia abajo es la gravedad, y la tensión superficial que impide que el bloque de madera y la moneda presionen hacia abajo depende de la gravedad. , ¿la moneda y el bloque de madera flotarán en el agua?