Densitetsdetektiven: Arkimedes krona

Ett pedagogiskt simuleringsspel. Förutsäg vad vattnet kommer att visa när ett föremål sjunker ner i ett mätglas, och sänk sedan ner det och läs av nivån.

DensitetArkimedes

MÄTGLAS

Aluminiumkloss

Redo
Aktivera JavaScript för att sänka ner föremålen. Instruktionerna och det lösta exemplet går fortfarande att läsa.
Vatten och vätskorFöremålDin förutsägelseSkala
Densitetρ = m ÷ V

Tid

0.00 s

t

Avläsning

— mL

V

Undanträngt vatten

— mL

ΔV = V − V₀

Föremålets densitet

— g/cm³

ρ = m ÷ V

Föremålets höjd

— cm

h

Förutsäg innan du sänker ner föremålet

Skriv din förutsägelse för att ställa in mätglaset. Sänk är avstängd tills det finns ett svar.

Förutsäg vad vattnet kommer att visa.

Uppdragspoäng—

En förutsägelse inom 2 % ger 100 poäng. Rätt på första körningen ger 50 till. En körning räknas så snart den startar.

✓ Rätt svar① Första försöket

Så spelar du Densitetsdetektiven

  1. Välj ett föremål och läs av dess massa, dess densitet och mätglasets avläsningar på kortet.
  2. Använd ρ = m ÷ V. Under vatten tränger ett föremål undan sin egen volym, så V = V₁ − V₀, och 1 mL = 1 cm³.
  3. Skriv din förutsägelse och tryck på Sänk. Föremålet sänks jämnt ner och vattnet stiger.
  4. Följ den orange linjen: den visar din förutsägelse bredvid det vattnet verkligen gör.

Vad är densitet?

Densiteten säger hur mycket massa som ryms i varje kubikcentimeter: ρ = m ÷ V. Vattnets är ungefär 1 g/cm³, så 1 mL vatten har massan ungefär 1 g; aluminiums är 2,7 g/cm³ och guldets 19,3 g/cm³. Massan är lätt att mäta på en våg, men volymen av en oregelbunden form, som en krona eller en sten, är svår att räkna ut. Arkimedes knep: sänk ner den i vatten och läs av hur mycket nivån stiger. Ett föremål under vatten tränger undan exakt sin egen volym, och 1 mL = 1 cm³. Dividera massan med den volymen så har du densiteten, som avslöjar materialet: en krona av ”guld” med densiteten 16 g/cm³ har blandats med en lättare metall. Densiteten avgör också vad som flyter. Ett föremål sjunker genom en vätska med lägre densitet än sig själv och flyter på en med högre, och därför ligger olja ovanpå vatten medan honung sjunker under det.

En avgränsad inlärningsmodell

Varje föremål hänger i en tråd och sänks jämnt ner under 2 s, från strax ovanför vattnet till där det stannar. Mätglasets tvärsnittsarea A är densamma hela vägen upp, så att tränga undan ΔV mL höjer nivån med ΔV ÷ A cm. Föremålen är massiva och suger inte upp vatten; klossen, kronan, stenen och tackan sjunker till botten och hamnar helt under vatten, så var och en tränger undan sin egen volym. I pelaren blandas inte skikten, och pärlan är så liten att dess egen volym försummas; den vilar ovanpå det första skikt som har högre densitet än den själv. Höjderna är i skala. En förutsägelse är rätt inom 2 %. Spelas i realtid.

Om du byter språk behålls föremålet, förutsägelsen, antalet försök och körningen.