elgavrilis's blog

Ένα μπαλόνι είναι συνδεμένο με μια φιάλη σφραγίζοντας το στόμιο της όπως φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία:

Η φιάλη περιέχει ξύδι (διάλυμα οξικού οξέος: CH₃COOH) και το μπαλόνι περιέχει λίγες κουταλιές μαγειρικής σόδας (NaHCO₃). Η μάζα όλων αυτών είναι 313,3 g. Ανυψώνουμε το μπαλόνι προσεκτικά, επιτρέποντας στη σκόνη της σόδας να πέσει στο ποτήρι και να αναμιχτεί με το ξύδι. Μετά την ανάμιξη έχουμε μια χημική αντίδραση που παράγει διοξείδιο του άνθρακα και φουσκώνει το μπαλόνι.

[CH₃COOH + NaHCO₃ ==> CH₃COONa + CO₂ + H₂O].

Η ερώτηση είναι αν η ζυγαριά θα συνεχίσει να δείχνει την ίδια ένδειξη μετά το φούσκωμα του μπαλονιού. Μόλις φουσκώσει το μπαλόνι:

• (a) Η ζυγαριά θα δείχνει μεγαλύτερη ένδειξη.
• (b) Η ζυγαριά θα δείχνει μικρότερη ένδειξη.
• (c) Η ζυγαριά θα δείχνει την ίδια ένδειξη.
• Απ: (b) Η ζυγαριά θα δείχνει μικρότερη ένδειξη, λόγω της άνωσης από τον αέρα.

Μια μπάλα επιπλέει στο ποτήρι με το νερό, όπως φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία. Η ίδια μπάλα όμως, θα βυθιστεί όταν τοποθετηθεί στο διπλανό ποτήρι που περιέχει ορυκτέλαιο. Το νερό στο αριστερό ποτήρι έχει χρωματιστεί πράσινο για να διακρίνεται από το άχρωμο ορυκτέλαιο. Παρατηρήστε ως ποιο σημείο η μπάλα είναι βυθισμένη στο νερό.

Όταν αδειάσουμε προσεκτικά το ποτήρι με το ορυκτέλαιο μέσα στο ποτήρι με το νερό, το ορυκτέλαιο θα παραμείνει στην πάνω στοιβάδα, και το νερό στην κάτω στοιβάδα, γιατί τα δύο υγρά δεν αναμειγνύονται.

Αν λοιπόν το ορυκτέλαιο προστεθεί αργά στο ποτήρι με το νερό-ενώ η μπάλα επιπλέει- Τότε τι θα συμβεί στο επίπεδο βύθισης της μπάλας μέσα στο νερό σε σχέση με την αρχική βύθιση:

• (a) Η μπάλα θα είναι τώρα περισσότερο βυθισμένη μέσα στο νερό σε σχέση με την αρχική βύθιση.
• (b) Η μπάλα θα είναι τώρα λιγότερο βυθισμένη μέσα στο νερό σε σχέση με την αρχική βύθιση.
• (c) Η μπάλα θα παραμείνει στο ίδιο επίπεδο βύθισης μέσα στο νερό σε σχέση με την αρχική βύθιση.

Ένα δοχείο με νερό ισορροπεί στη ζυγαριά με σταθμά μάζας 300 g όπως φαίνεται στην παρακάτω  φωτογραφία.

 Βυθίζουμε αργά το δάχτυλό μας μέσα στο ποτήρι με το νερό προσέχοντας να μην αγγίξουμε τα τοιχώματα του ποτηριού. Τι νομίζετε ότι θα συμβεί στην ισορροπία της ζυγαριάς;

• (a) Δεν θα συμβεί τίποτα. Ο ζυγός θα παραμείνει σε ισορροπία.
• (b) Ο δίσκος με το νερό θα κατέβει προς τα κάτω.
• (c)  Ο δίσκος με τα σταθμά θα κατέβει προς τα κάτω.

• Πειραματισμός στο εργαστήριο: Πάρτε την ψηφιακή ζυγαριά του εργαστηρίου και δοκιμάστε! Βάλτε πάνω ένα ποτήρι μισογεμάτο με νερό. Βυθίστε προσεκτικά το δάχτυλό σας στο ποτήρι και παρατηρήστε αν θα αλλάξει η ένδειξη της ζυγαριάς.
• Πειραματισμός στο σπίτι: Πάρτε τη ζυγαριά δαπέδου του σπιτιού και δοκιμάστε! Βάλτε πάνω ένα πλαστικό δοχείο μισογεμάτο με νερό. Βυθίστε προσεκτικά το χέρι σας στο δοχείο και παρατηρήστε αν θα αλλάξει η ένδειξη της ζυγαριάς.
• Ένας τρόπος να σκεφτούμε: Καθόμαστε στην άκρη μιας πισίνας και βυθίζουμε το πόδι μας μέσα στο νερό. Το πόδι μας το αισθανόμαστε πιο βαρύ ή πιο ελαφρύ; Μας ασκεί δύναμη το νερό; Ασκούμε εμείς δύναμη στο νερό; Θυμηθείτε τους νόμους του Newton!

Απάντηση

Η απάντηση είναι η (b): Η ένδειξη της ζυγαριάς θα αυξηθεί.

Εμείς ασκούμε δύναμη στο νερό (ΔΡΑΣΗ). 

Το νερό ασκεί δύναμη στο δάχτυλό μας (ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ) που τη γνωρίζουμε σαν ΑΝΩΣΗ.

 …δάχτυλο στο νερό