Flyde – synke øvelse – Arkimedes lov

Hermed fremlægges nogle metodiske forslag til flyde-synke øvelsen samt en interaktiv opfølgning, som fører frem til en forståelse af Arkimedes’s lov.

1. Lad børnene få mulighed for at gætte/forudsige, før de afprøver om genstandene flyder eller synker. Genstandene kan være søm, træklodser, stearinlys, små elektriske lamper, klemmer, clips, propper, ølkapsler og mange andre småting.

Genstandene kan eventuelt sorteres i tre bunker: Dem man tror flyder, dem man er sikker på synker, og dem man er i tvivl om.

Børnene kan også skrive genstandene op på en liste, eller tegne dem og forsyne dem med pil op, pil ned eller spørgsmålstegn.

2. Først derefter kommer et vaskefad med vand på bordet til kontrol af det forudsagte.
Et vaskefad til hver to, højst tre elever, vil være hensigtsmæssigt.

3. Der er sikkert nogle overraskelser, som ikke er blevet forudset. Hvad med ølkapslen og clipsen? Selv om de normalt går til bunds, kan de anbringes med forsigtighed så de flyder.

 

Her er der gode muligheder for at komme til at tale om overfladespændingen.Eleverne prøver sig frem med de forskellige alternative anbringelser.

Når aktiviteten er ved at ebbe ud og alle har fået kontrolleret og diskuteret overraskelserne, spørger læreren ud over forsamlingen: “Mon denne modellervoksklump flyder eller synker?”

Der vil blive lidt diskussion, og – måske vil en elev sige: “Det kommer an på formen”.

4. Alle får nu hver en modellervoksklump. To ruller i samme farve giver en hensigtsmæssig klumpstørrelse.

     

Opgaven lyder nu: Hvilken form skal klumpen have for at kunne sejle ?

Man vil kunne se mange forskellige løsningsforslag: Nogle foreslår en flad plade som et åkandeblad(hvorfor, hvorfor ikke?). Andre mener, klumpen skal være kanoformet.
Nogle mener, den skal være lukket med luft inden i som en ubåd.

5. Efter nogen tid opstår der – ganske uopfordret – en idé om at lægge noget op i modellervoksbåden.
Så kommer næste lumske spørgsmål fra læreren: “Hvilken form skal modellervoksklumpen have for at kunne bære mest muligt?” Dertil må man have nogle ensartede måleenheder. Man kan bruge glaskugler, som kan købes i legetøjsbutikkerne, eller et par æsker møtrikker fra byggemarkedet.

6. Her må der godt gå lidt konkurrence i det. Holdene bekendtgør, hvor mange de når op på, inden båden synker. Det viser sig, at en god materialeudnyttelse (alle har jo samme klumpstørrelse) med tynd væg formet som en skål giver det bedste resultat. Når aktiviteten har nået sit “mætningspunkt” diskuteres erfaringerne, og der tegnes/skrives en rapport.

Her er båden sunket

7. Ingen har endnu nævnt Arkimedes lov, og det er heller ikke sikkert, at man skal gøre det. Det vil afhænge af alderstrinnet. Men det er den, det handler om: “Når en genstand nedsænkes i vand, taber den lige så meget i vægt, som den fortrængte væske vejer.”
Selv mange voksne forstår ikke denne sproglige formulering, når de hører den. Men de børn, der har gennemgået øvelsen ovenfor, ender med operationelt at have forstået fænomenet og kan bruge det, selv om de aldrig har hørt om Arkimedes.

8. Man kunne måske sige noget i retning af: “En båd flyder, når den vejer lige så meget som den portion vand, den har skubbet til side. Når man fylder mere i båden, kommer den til at veje mere og må skubbe mere vand til side, for at være i balance. Den sænker sig tilsvarende. Det gælder derfor om, at rumfanget er så stort som muligt(høj ræling hører med, men er ikke nok), så den rigtig kan komme til at skubbe vand til side, når man fylder større vægt i”.
Man kan måske også godt fortælle historien om, at grækeren Arkimedes opdagede sammenhængen, da han lå i sit badekar. Legenden fortæller, at han blev så glad, at han for ud på gaden – uden at huske at få tøj på – og råbte: “Heureka, heureka, jeg har fundet ud af det”

Konklusion:

Erfaringer med dette eksperiment fortæller os, at børn sagtens kan lære at forstå og beherske naturfænomenerne, længe inden de kan give sprogligt udtryk for lovmæssighederne.
Med til en god natur/teknik undervisning hører naturligvis, at man hjælper dem med at sætte sprog på det, de oplever. Men man skal passe på ikke at give dem alt for meget øregas(lærersnakkesnak), i den tro at de forstår det, før der er et eksperimentelt/legpræget/ sanset fundament tilstede i bevidstheden.

Venlig hilsen og god fornøjelse
Povl-Otto Nissen