Содержание
Физики нашли оптимальную геометрию веток для удержания больших капель
Физики из США и Бельгии изучили, как относительно большие капли различных жидкостей держатся на изгибах тонких стержней или на стыках нескольких веток дерева. Оказалось, что самые большие капли можно подвесить на изгибе с углом раствора 36 градусов, пишут ученые в Soft Matter.
Известно, что на листьях, веточках или иголках некоторых деревьев капли воды после дождя держатся лучше и дольше, чем на других. Размер таких капель практически всегда больше капиллярной длины, которая для воды составляет около 2,7 миллиметра, когда на поведение капли начинает оказывать влияние гравитация. Устойчивость висящих на дереве капель зависит от геометрии веток или иголок и, поскольку эти капли достаточно большие, то максимальная масса капли, которая может в течение долгого времени висеть таким образом, определяется в первую очередь соотношением между силами тяжести и поверхностного натяжения. При этом если для плоских поверхностей или прямых одиночных веточек процесс отрыва капли критической массы изучен весьма подробно, то экспериментальных работ по анализу отрыва капель от точек разветвления, в котором могут удерживаться капли значительно большего объема, изучен намного меньше.
Группа американских и бельгийских физиков под руководством Тэдда Траскотта (Tadd T. Truscott) из Университета штата Юта изучила, как именно геометрия такого стыка влияет на устойчивость системы и в каком случае капля будет дольше держаться, не отрываясь. Для этого ученые провели эксперимент с нейлоновой нитью диаметром в несколько сотен микрометров, изогнутую в одной точке. Угол этого изгиба варьировался в диапазоне от 8 до 180 градусов, и в нем закреплялась капля жидкости (воды, водного раствора соли или смеси воды с глицерином). Меняя в каждом из случаев массу закрепленной капли ученые определяли угол, при котором вся система оказывалась способна удерживать каплю максимального объема.
Оказалось, что в такой системе между двумя веточками изгиба формируется тонкая пленка, в нижней части которой находится капля. При увеличении массы капли пленка увеличивается по площади, при этом уменьшается ее толщина и снижается устойчивость системы.
Ученые установили, что угол между двумя веточками нити, при котором капля наиболее устойчива, составляет около 36 градусов. При меньших углах пленка оказывается слишком длинной, а при больших — наоборот, слишком широкой. И в том, и в другом случае капля за более или менее короткое время сползает вниз и в конце концов отрывается.
Здесь должно было быть видео, но что-то пошло не так.
В случае же оптимального угла максимальный объем капли, при котором система продолжает находиться в равновесном состоянии, примерно в три — пять раз больше, чем, например, для прямого стержня без изгибов или разветвлений.
Полученные результаты ученые описали теоретически с помощью относительно простых физических моделей, связывающих максимальный объем капли с углом раствора, исходя из баланса сил на линии трехфазного контакта. Качественного согласия с экспериментальными данными удалось добиться, рассмотрев два различных режима — при больших и малых углах.
Ученые отмечают, что неосесимметричная геометрия системы приводит к образованию капель довольно сложной формы, поэтому для моделирования используются упрощенные подходы, которые позволяют получить правильные зависимости между параметрами на качественном уровне. Тем не менее, с помощью предложенной модели ученым удалось довольно точно описать данные и получить тот же угол для достижения максимальной устойчивости.
В своей модели ученые не учитывают некоторые параметры поверхностей, например, шероховатость или гистерезис краевого угла, которые могли бы уточнить модель, однако авторы исследования отмечают, что даже предложенная полуаналитическая модель может применяться для проектирования микрофлюидных устройств или систем забора жидкости из влажной атмосферы.
Исследование поведения висящих, лежащих, прыгающих или левитирующих капель воды и других жидкостей очень часто привлекает внимание физиков — как экспериментаторов, так и теоретиков. Например, недавно ученые объяснили, почему капля холодного молока может короткое время левитировать над поверхностью горячего кофе. А другая группа исследователей описала механизм, по которому капля может «карабкаться» по наклонной поверхности вверх, если та состоит из участков различной смачиваемости.
Александр Дубов
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Капля воды — форма, скорость, размер
Капля воды – казалось бы, разве может что-то быть проще? А ведь это действительно удивительное творение природы, изменяющееся в зависимости от внешних условий, собственных размеров, состава и ряда других параметров. Даже её форма, оказывается, может сильно отличаться от привычной. Постараемся, опираясь на науку и современнейшие данные, рассказать о ней побольше.
Самое интересное кратко
Какова форма капли?
Это зависит от объема – от идеальной сферы до формы, напоминающей купол парашюта.
Какой размер имеет дождевая капля?
Этот показатель серьезно различается – от 0,1 до 7 миллиметров.
Где выпал дождь из самых крупных капель?
В 2004 году в Бразилии и на Маршалловых островах прошел дождь, капли в котором имели диаметр до 10 миллиметров!
С какой скоростью падают капли дождя?
Она зависит от размера и может колебаться от 2 до 30 метров в секунду.
Сколько весит капля воды?
Масса одной капли воды примерно 0,03-0,05 грамма, но надо понимать, что значение может отличаться от состава и размера. Фармацевтической мерой считается капля массой 0,05 г.
Какова форма капли?
Конечно, большинство не задумываясь ответят – каплевидная, то есть, округлая внизу и вытянутая сверху. А ведь это серьезное заблуждение! На самом деле все зависит от размера капли и, соответственно, её массы.
К примеру, если брать небольшую каплю воды, около 2 миллиметров или меньше, то её размер в полете будет практически идеальной сферой. Ведь здесь действует притяжение молекул, которое направлено в центр капли. Однако форма остается такой лишь до тех пор, пока капля достаточно мала, чтобы скорость падения была небольшой и, соответственно, сопротивление воздуха сохранялось минимальным.
А вот если её диаметр увеличивается больше 2 миллиметров, то все изменяется. Силы притяжения молекул уже недостаточно, чтобы стягивать их к центру, а скорость падения и сопротивление воздуха увеличиваются. Из-за этого в нижней части создается область повышенного давления, в то время как над каплей формируется область низкого давления. Поэтому больше всего в этот момент капля похожа на купол парашюта – слегка изогнутая в центре и округлая сверху. Причем чем больше масса, тем сильнее изогнута капля в центре.
Поверхностное натяжение воды
Ещё интереснее обстоит дело, если капля увеличивается в полете – к примеру, из-за присоединения других, более мелких. При достижении размера в 7 миллиметров и больше, форма оказывается настолько изогнутой, что капля просто разрывается на две части – молекулярного притяжения уже недостаточно, чтобы удержать её целой. Поэтому обычно даже при самом сильном ливне нельзя увидеть или зафиксировать капли дождя больше 6-7 миллиметров в диаметре. Конечно, даже это бывает довольно редко. Чаще всего причиной столь крупных капель является не прошедший град. В жарком воздухе градины быстро тают и падают на землю уже не в виде льдинок, а как крупные капли воды.
Другой разговор, если речь идет о каплях, падающих не с неба, а, например, капающих из крана. Вот здесь вполне может идти разговор о той самой форме, какая привычна всем с детства «слезинка» – внизу практически идеальный шар, а вот сверху резко утончающийся хвостик. Но такой форма остается считанные мгновения – под своим весом вода оттягивается вниз, «хвостик» удерживающий её, просто рвется, и она падает вниз, в полете уже принимая форму сферы – однако все происходит настолько быстро, что человеческий глаз не успевает этого заметить.
Скорость капель в дожде
Из предыдущего вопроса вытекает новый – какой максимальной скорости может достигнуть капля во время дождя? Этот показатель зависит в первую очередь от двух факторов – размера капли и высоты, с которой она падает. При увеличении любого из них, скорость возрастает.
К примеру, если взять идеальные условия – полное отсутствие ветра и высоту на уровне моря, то капля диаметром в 0,5 миллиметра будет иметь скорость от 2 до 6,6 метров в секунду – в зависимости от высоты, с которой она падает. Если же увеличить диаметр капли в 10 раз, до 5 миллиметров, оставив прочие факторы без изменений, то скорость возрастет уже до 9-30 метров в секунду! А ведь 30 метров в секунду это уже 108 километров в час – весьма серьезная скорость! Если бы капля имела большую плотность, то легко смогла бы доставить множество проблем.
Самые крупные известные капли
Как говорилось выше, обычно максимальный диаметр капель составляет около 6-7 миллиметров – более крупные просто распадаются в воздухе. Однако природа часто создает законы только для того, чтобы их иногда нарушать. Так же обстоит дело и с каплями дождя.
Оказывается, сравнительно недавно, в 2004 году на Маршалловых островах и в Бразилии лил дождь, в котором капли имели размер до 10 миллиметров! Как это возможно и почему они не разорвались в полете, как это бывает обычно? Все дело в плотности. Шел настолько сильный дождь, что стоило только каплям разорваться на более мелкие, как они в свою очередь объединялись с другими, снова достигая невероятного размера.
Вода и капля в невесомости
Но, стоит отметить, что здесь и выше речь идет исключительно о нормальных условиях. А какой может быть размер капли в невесомости? Оказывается – практически любой! Ведь здесь нет никакого давления, ничто не пытается расплющить каплю или разорвать на части. Зато поверхностное натяжение никуда не денется – оно по-прежнему будет удерживать форму воды. Так что, если вылить в невесомости литр воды, не позволяя ему прикоснуться к какой-либо поверхности, он замрет в воздухе, сохраняя форму сферы. Но стоит только задеть её пальцем, как капля распределится по всей ладони, руке или даже телу, пытаясь минимизировать площадь поверхности.
А как же свинец?
Знатоки истории и просто люди, интересующиеся оружием, наверняка вспомнят свинцовую дробь, используемую в гладкоствольном. Ведь это ничто иное, как капли свинца, застывшие в холодном воздухе. Как же они, имея довольно большой размер (до 6 миллиметров – все, что крупнее, является уже картечью), сохраняют в воздухе практически идеально круглую форму.
Однако здесь стоит учитывать, что свинец и вода имеют совершенно разную плотность – 11,3 г/см3 против 1 г/см3 соответственно. Поэтому и молекулярные связи в металле значительно сильнее. Как результат – с большой высоты могут падать капли расплавленного свинца диаметром около 5 миллиметров, и при этом они будут сохранять форму шара. Неслучайно для изготовления дроби использовались специальные дроболитейные башни высотой в несколько десятков метров – падая капли принимали нужную форму и в таком виде падали в жидкость (это не вода, как думают некоторые, а мыльный раствор с примесью керосина), моментально охлаждаясь и сохраняя форму.
Капля в фармацевтике
Мало кто задумывается, а ведь капля – это не просто небольшая частица воды или другой жидкости. Это ещё и довольно точная измерительная единица. По крайней мере, фармацевты успешно используют её для проведения расчетов. Когда речь идет о водных растворах, то одна капля равняется 0,05 миллилитра. А если говорить про спиртовые капли, то её объем значительно уменьшается – до 0,025 миллилитра. Чаще всего единица измерения используется в случаях, когда идет речь про жидкие лекарственные препараты, например, капли для носа.
Сколько молекул и атомов в капле воды?
Эта запись была опубликована автором Anne Helmenstine (обновлено )
В капле воды много молекул и атомов. (Джон Томас)
Вы когда-нибудь задумывались, сколько молекул или атомов содержится в капле воды? Это обычная проблема, которую решают учащиеся по химии, потому что она касается нескольких важных понятий, включая химические формулы, преобразование единиц измерения, объем, массу, плотность, использование периодической таблицы, моль и число Авогадро. Вот пошаговая инструкция по расчету.
- Используйте химическую формулу воды, чтобы найти массу одного моля воды.
- Используйте плотность воды, чтобы найти массу на единицу объема.
- Умножьте массу на единицу объема на объем капли воды, чтобы найти массу на каплю.
- Преобразуйте граммы в моли, чтобы получить количество молей воды на каплю.
- Используйте число Авогадро, чтобы найти количество молекул воды в капле.
- Умножьте количество молекул на количество атомов в каждой молекуле, чтобы найти количество атомов в капле воды.
Средний объем капли воды составляет 0,05 мл. В капле воды более 1,5 секстиллионов (10 21 ) молекул и более 5 секстиллионов атомов в капле.
Насколько велика капля воды?
Определение объема капли воды — первая часть задачи. Капли воды резко различаются по размеру. Медицинское и научное сообщество обычно определяет средний объем капли воды как ровно 0,05 мл, что означает, что на миллилитр приходится 20 капель воды. Это хорошая отправная точка для расчета молекул и атомов в капле воды.
Химическая формула воды
Используйте химическую формулу воды для определения массы отдельной молекулы. Формула воды H 2 O означает, что в каждой молекуле воды два атома водорода и один атом кислорода. Каждая молекула воды содержит в общей сложности 3 атома.
Молярная масса воды
Найдите молярную массу воды. Сделайте это, найдя атомные массы водорода и кислорода в периодической таблице. Затем прибавьте массы атомов водорода и атомов кислорода в молекуле воды. Масса водорода 1,008 г/моль, а масса кислорода 16,00 г/моль. Масса одного моля воды:
масса воды = 2 x масса водорода + масса кислорода
масса воды = 2 x 1,008 + 16,00
масса воды = 18,016 г/моль
Масса одного моля воды составляет 18,016 грамма.
Плотность воды
Используйте плотность воды, чтобы найти массу воды на единицу объема. Значение плотности воды зависит от ее температуры (холодная вода более плотная, чем теплая), но типичное значение составляет 1,00 грамма на миллилитр (1 г/мл). Один миллилитр воды имеет массу 1 грамм, но капля воды имеет меньший объем, чем миллилитр. Умножьте массу единицы объема на объем капли, чтобы найти массу капли:
масса капли воды = 1 г/мл x 0,05 мл
масса капли воды = 0,05 грамма
Затем найдите количество молей воды в капле. Это базовое преобразование граммов в моли с использованием молярной массы воды:
моля в капле воды = 0,05 грамма x (1 моль / 18,016 грамма)
моля в капле воды = 0,002775 моля
Одна капля воды 0,002775 моль воды.
Использование числа Авогадро
Число Авогадро — это количество молекул в моле. Есть 6,022 х 10 23 молекул воды на моль воды. Используйте число Авогадро, чтобы найти количество молекул в капле воды. Умножьте число Авогадро на количество молей в капле воды:
молекул в капле воды = (6,022 x 10 23 молекул/моль) x 0,002275 моль
молекул в капле воды = 1,67 x 10 21 молекул воды
В капле воды содержится 1,67 x 10 21 или 1,67 секстиллиона молекул воды.
На одну молекулу воды приходится три атома. Найдите число атомов в капле воды, умножив это число молекул на 3.
атома в капле воды = 3 атома/молекула x 1,67 x 10 21 молекул
атома в капле воды = 5,01 x 10 21 атомов
В капле воды 5,01 x 10 21 или около 5 секстиллионов атомов.
Капли воды в океане
Вариант этой задачи состоит в том, чтобы определить, больше ли атомов в капле воды, чем капель воды в океане. Существуют разные оценки объема земных океанов, которые варьируются от 1,3 млрд км 3 и 1,5 км 3 . Геологическая служба США использует значение 1,338 миллиарда км 3 , что составляет 1,338 x 10 21 литров морской воды.
Чтобы ответить на вопрос, разделите это число на объем капли, чтобы получить количество капель воды в море.
количество капель воды в океане = 1,338 x 10 21 литров общего объема / 5,0 x 10 -5 литров на каплю
количество капель воды в океане = 2,676 x 10 26 капли
Поскольку 10 26 больше, чем 10 21 , в океане больше капель воды, чем молекул или атомов в капле воды . Размер капли имеет значение, но в океане на 1000–100 000 капель воды больше, чем атомов в капле воды.
Ссылка
- Gleick, P.H. (28 августа 2006 г.). «Где вода Земли». Распределение воды на Земле . Геологическая служба США.
Вода 4 | Учебный план 5 класса
1. Вода, жидкость: исследование 4
- План
- 1. Спросите
- 2. Разработать
- 3. Исследуйте
- 4. Поделиться
- 5. Сделать смысл
- Просмотреть все
План исследования 4
В предыдущем исследовании студенты нашли доказательства того, что 1 см3 воды весит 1 грамм.
Как измерить вес одной капли воды? Когда мы кладем каплю воды на весы в классе, она вообще не регистрирует никакого веса.
На этом занятии учащиеся используют маленькую пипетку и базовое представление о дробях, чтобы вычислить вес одной капли воды. Почему это важно? Это запускает серию исследований, в которых учащиеся расширяют свое понимание того, что означает для объекта иметь вес. Они переходят от опыта с объектами, которые имеют ясно ощутимый вес, к объектам, вес которых едва ощутим, например, к одной капле воды. В конце концов они считают частицы слишком маленькими, чтобы их можно было увидеть, чей вес становится очевидным только тогда, когда их присутствуют миллиарды.
К концу этого исследования учащихся поймут, что, когда образец материала слишком мал для взвешивания на весах, они могут использовать свои знания о весе и объеме единицы для расчета веса. Они также углубят свое понимание того, что даже самые крошечные объекты, такие как одна песчинка, имеют вес.
Цели обучения
- Понять, что очень маленькие вещи имеют вес
Последовательность опыта | ||
---|---|---|
1. Задайте вопрос | Все классы | 5 минут |
2. Разработка стратегии | Все классы | 10 минут |
3. Исследуйте | Индивидуальный | 15 минут |
4. Поделитесь результатами | Все классы | 5 минут |
5. Сделать смысл | Все классы | 10 минут |
Согласование NGSS
Трехмерное обучение
Основные дисциплинарные идеи | 5-ПС1-1, 5-ПС1-2 Материалы имеют вес, занимают место и являются материей. Очень маленькие кусочки (частицы) материи имеют вес и занимают место. |
Практики | Участие в споре на основании улик: : В ходе последнего исследования студенты узнали, что 1 см3 воды весит 1 г. Они подсчитывают количество капель воды, выпущенных из шприца объемом 1 мл, и, используя математику, делают заявления о весе одной капли воды. Конструктивные объяснения: : учитывая, что одна капля воды или песчинка не имеют ощутимого веса, учащиеся объясняют, почему ведро воды или ведро с песком могут иметь значительный вес. |
Концепции поперечного сечения | Масштаб, пропорция и количество : учащиеся применяют свои знания о соотношении веса и объема воды, чтобы определить вес одной капли воды. |
Материалы и подготовка
- Разместите исследовательский вопрос на видном месте.
- Составьте таблицу класса под названием «Сколько весит капля воды?»; пример можно найти на шаге 4.
- 1 цифровая шкала
- 2 чашки по 12 унций примерно на 1/2 заполнены водой
- 4 пипетки 1 мл (маленький шприц 1 мл)
- 4 кубика сантиметра
- 4 бумажных полотенца
Notebook Pages
top ▲
1. Задайте вопрос
Все классы, 5 минут
Сколько весит капля воды?
Дайте учащимся возможность поделиться идеями. Предложите учащимся помочь уточнить вопрос исследования:
- Все капли одного размера?
- Каплю воды какого размера мы весим?
- Можем ли мы контролировать размер капли?
- Можем ли мы полагаться на весы в классе, чтобы дать ответ?
Признайте, что капли могут быть разного размера, и объясните, что у класса есть инструмент — пипетка, которая делает однородные капли определенного размера.
Покажите учащимся пипетку, шприц объемом 1 мл. Класс ответит на вопрос сегодняшнего исследования, определив вес одной капли из этой пипетки.
Сколько весит капля воды из нашей классной капельницы?
Опубликовать перефразированный вопрос расследования.
top ▲
2. Разработка стратегии
Все занятия 15 минут
Теперь, когда мы улучшили этот вопрос, как мы можем ответить на него?
Стратегия 1: Используйте весы.
Вероятно, кто-то предложит положить одну или несколько капель на весы. Объясните, что если бы у нас были более точные весы, эта стратегия могла бы сработать.
Продемонстрируйте размещение одной капли воды на весах. Весы не будут регистрировать вес. Даже при размещении на весах нескольких капель воды, по одной капле за раз, маловероятно, что эти весы зарегистрируют вес. Если бы они это сделали, вес был бы округлен до ближайшего грамма, что давало бы неточные результаты.
Предложите учащимся придумать другую стратегию.
Стратегия 2: Используйте информацию о том, что 1 кубический сантиметр воды весит 1 грамм.
- Есть способ использовать то, что мы открыли в ходе последнего исследования, — что один кубический сантиметр воды весит один грамм — чтобы помочь нам ответить на вопрос исследования. Как нам может помочь подсчет капель в 1 мл воды?
- Если бы из одного кубического сантиметра воды можно было получить всего 2 капли воды, сколько бы весила каждая из этих капель?
- Если бы мы могли сделать 10 капель воды из одного кубического сантиметра воды, сколько весила бы каждая из этих капель?
Наполните и взвесьте пипетку
Поместите одну пустую пипетку на классные весы и считайте вес (приблизительно 3 г).
Если я добавлю ровно один кубический сантиметр воды в эту пипетку, как вы думаете, сколько она будет весить?
Обратите внимание: на пипетке есть метки, позволяющие добавить ровно один кубический сантиметр воды. Продемонстрируйте стандартную процедуру точного заполнения пипетки 1 мл воды:
- Вставьте поршень до упора в цилиндр капельницы.
- Поместите кончик пипетки в чашку с водой и медленно потяните за поршень, чтобы полностью заполнить пипетку.
- Направьте кончик пипетки к потолку и постукивайте по стволу пальцем, пока все пузырьки воздуха не выйдут из воды.
- Осторожно нажимайте на поршень до тех пор, пока черное кольцо уплотнения не совместится с отметкой 1cc.
Снова поместите пипетку на весы. Он должен весить на один грамм больше, чем его вес в пустом состоянии.
Демонстрация изготовления капель
Чтобы ответить на вопрос, сколько весит капля воды из нашей пипетки в классе? важно, чтобы все использовали один и тот же инструмент одинаковым образом, чтобы получить точные результаты. Продемонстрируйте стандартную процедуру изготовления капель:
- Держите пипетку вертикально, кончиком вниз, примерно на 1 дюйм выше столешницы.
- Осторожно нажмите на поршень, чтобы выпустить одну каплю воды.
- Переместите пипетку в сторону примерно на 2 дюйма и выпустите еще одну каплю.
- Сформируйте линию из 5 или 6 капель.
Хранение капель отдельно друг от друга позволяет пересчитать их после того, как пипетка опустеет, на случай, если кто-то сбился со счета при выполнении капель.
вверху ▲
3. Обзор
Индивидуальный 5 мин
Раздать материалы. Студенты используют бумажное полотенце для сушки рабочих столов после подсчета капель. Кубик-сантиметр предназначен для того, чтобы показать объем пипетки в 1 куб. см в другой форме, чтобы усилить размер 1 куб. см воды. Каждый кубический сантиметр занимает столько же места, сколько один кубический сантиметр воды ученики добавят в свои капельницы.
Подчеркните важность того, чтобы каждый использовал стандартную процедуру как для заполнения, так и для опорожнения капельниц. Попросите студентов потренироваться один раз, прежде чем они будут использовать пипетки, чтобы получить окончательный счет.
Учащиеся должны сделать длинный ряд капель на своих столах, медленно опорожняя пипетку, удерживая кончик примерно на 1 дюйм выше стола.
Примечание: Поскольку пипетки могут отвлекать, заберите их, как только учащиеся закончат фактический подсчет.
top ▲
4. Поделитесь результатами
Весь класс 10-минутный блокнот
Опросите класс, чтобы узнать результаты, и занесите свои данные в классную таблицу, попросив каждого учащегося определить вес одной капли после того, как он предоставит число сделанных капель.
Вес воды | Количество капель | Масса 1 капли |
---|---|---|
1 г | 29 | 1/29 -й г |
1 г | 30 | 1/30 -й г |
1 г | 32 | 1/32 й г |
и т. д. |
Сколько весит капля воды из нашей классной пипетки? Капля воды весит больше или меньше одного грамма?
- примерно 1/30 -й грамм?
Предложите учащимся заполнить страницу научной тетради [Размышления о весе маленьких кусочков материи].
Примечание: Вот еще один пример небольших различий в ситуации, когда можно ожидать, что все получат одинаковый результат. Студенты должны понять возможные причины различий и согласиться выбрать «типичное» значение веса одной капли.
верх ▲
5. Сделать смысл
Все классы 10 минут
Используйте этот контрольный список для планирования и анализа.
Доступно в Интернете по адресу requestproject.terc.edu
Подтвердите, что учащиеся только что закончили интересную работу; они использовали математику, чтобы вычислить вес чего-то, что имело слишком мало материи, чтобы весы в классе могли его ощутить.
Цель обсуждения
Целью этого обсуждения является совместное построение учащимися объяснений того, как такие предметы, как ведро с водой или песком, могут иметь значительный вес, учитывая, что отдельная капля воды или песчинка не имеет ощутимого веса. масса.
Привлеките учащихся к основному вопросу
Если капля воды весит всего 1/30 грамма, как вы объясните, почему ведро воды такое тяжелое?
- В ведре, полном воды, много-много капель воды.
- Каждая капля увеличивает общий вес ведра воды.
Дайте учащимся время сформулировать ответы. Поощряйте полное участие, прося других поделиться своими объяснениями и ответить на объяснения других.
- Если учащиеся говорят «да», какие аргументы они могут привести в поддержку своего утверждения?
- Если учащиеся заявляют «нет», попросите объяснения; это поможет вам определить, сосредоточены ли ученики на том, регистрирует ли песчинка какой-либо вес на весах, или учащиеся считают, что песчинка не имеет веса.
- В ведре содержится много миллионов песчинок, и каждая песчинка вносит небольшую долю веса в общий вес ведра с песком.
- Зерна сахара или соли; частицы муки.
Подведите итоги обсуждения и подведите итоги исследования
- Если большая коллекция песчинок (или капель воды и т. д.) имеет вес, то мы можем сделать вывод, что каждая отдельная песчинка должна иметь некоторый вес, даже если этот вес слишком мал, чтобы его можно было почувствовать или измерить.
- Хотя отдельные песчинки или капли воды могут иметь неощутимый вес, объединение миллионов или миллиардов их вместе может привести к значительному весу.
- Крошечные предметы, такие как капли воды, недостаточно тяжелы, чтобы зарегистрировать вес на школьных весах.
- Мы выяснили, как рассчитать вес капли воды, и пришли к выводу, что крошечные предметы, такие как отдельные капли воды или песчинки, действительно имеют вес.