2009-03-15

Ämneshistorik

Arkimedes
Arkimedes levde på 200-talet f.Kr., han var matematiker, ingenjör, astronom och antikens främste vetenskapsman. Han är troligtvis mest känd för upptäckten av Arkimedes princip, som beskriver den kraft som påverkar ett föremål nedsänkt i vätska (Poirier Martinsson, 2005). Enligt Andersson (2008) uppkom lagen när kung Hieron av Syrakusa vände sig till Arkimedes och ville ta reda på om hans guldkrona verkligen bara innehöll guld. Arkimedes kände till densiteten för guld och kunde han bara bestämma kronans volym var det bara att dividera vikten med volymen. Han funderade länge på hur han skulle lösa problemet och en dag när han badade kom han på att vattnet som trängdes undan när han gick i badet var lika med volymen av hans kropp. Problemet var löst och det gällde nu att sänka ner kronan i vattnet för att ta reda på om den var gjord av endast guld. Aaboe (1969) menar att Arkimedes hade en nödvändig egenskap för att vara ett geni, han kunde lägga allt fokus på problemet han försökte lösa och utestängde allt annat under tiden.

Karlsson (090311) menade att Arkimedes konstaterade hur flytning går till. Volymen har betydelse för lyftkraften, det är till exempel svårare att få ned en badboll i vattnet som väger 1 kg än en tennisboll som väger lika mycket. Lyftkraften på en kropp är lika med tyngden av undanträngd vätska. Om till exempel en sten släpps ner i en skål med vatten kommer den att tränga undan lika mycket vatten som sin volym, då en stens volym är för liten i jämförelse med vikten kommer den att sjunka. Är tyngdkraften större än lyftkraften kommer föremålet att sjunka, lyftkraften beror på volymen och tyngdkraften på massan. När något flyter är tyngdkraften och lyftkraften lika, det ”läcker ut” lika mycket vatten som kroppen väger. Till exempel, en båt som väger 10 000 ton måste tränga undan 10 000 ton med vatten för att flyta. Om båten skulle knycklas ihop väger den fortfarande 10 000 ton men den skulle inte tränga undan tillräckligt med vatten för att flyta. Volymen eller formen är alltså avgörande för att ett föremål ska flyta.

Densitet
Densitet är ytterligare en faktor som har inverkan på flytförmågan. Både volymen på kroppen och vattnets densitet ger lyftkraft. Saltvatten har högre densitet än sötvatten och det är därför det är lättare att flyta i havet i jämförelse med en insjö (Karlsson, 090311).

Experimentet
För att en modellereklump ska flyta måste den tränga undan lika mycket vatten som den väger, så länge tyngdkraften är större än lyftkraften kommer leran att sjunka. Om leran är formad som en boll kommer den att sjunka efetrsom för lite vatten gentemot massans vikt trängs undan. Formas däremot leran som en båt ökar volymen och därmed trängs mer vatten undan, lerklumpens form måste alltså ändras för att den ska flyta.

Referenser
Aaboe, A. (1969). Antikens matematik från baylonierna till Ptolemaios. Prisma Magnum: Stockholm.
Andersson, G. (2008). Grundskolans naturvetenskap. Helhetssyn, innehåll och progression. Lund: Studentlitteratur.
Karlsson, K. (090311). Natur och Teknik. Skövde: Handledning på högskolan i Skövde.
Poirier Martinsson, R. (2005). Arkimedes, matematiker, vapenmakare, stjärnskådare. Nordsteds: Stockholm.

Inga kommentarer:

Skicka en kommentar