Περιεχόμενο
Με κάποια γενικά μαθήματα επιστήμης και βασικά πειράματα, οι εκπαιδευτικοί μπορούν να διδάξουν στους μαθητές της μέσης εκπαίδευσης τις διαφορές μεταξύ των εννοιών της μάζας και της πυκνότητας. Μόλις οι μαθητές είναι σαφείς σχετικά με το πώς η μάζα και η πυκνότητα χρησιμοποιούνται στον κόσμο της επιστήμης, μπορούν να αρχίσουν να επεκτείνουν και να εμβαθύνουν την κατανόηση της μηχανικής και της φυσικής.
Χαρακτηριστικά της μάζας
Πριν συζητήσουν τις διαφορές μεταξύ μάζας και πυκνότητας, οι μαθητές πρέπει πρώτα να κατανοήσουν καθεμία από τις έννοιες ξεχωριστά. Η μάζα είναι μια μέτρηση της ποσότητας της ύλης σε ένα αντικείμενο. Η μάζα είναι ένας αμετάβλητος αριθμός, ανεξάρτητα από το περιβάλλον του αντικειμένου. Για παράδειγμα, μια κολοκύθα με μάζα 5 κιλών διατηρεί την ίδια μάζα όταν τοποθετείται υποβρύχια. Ενώ τα διαφορετικά περιβάλλοντα θα κάνουν την κολοκύθα να αισθάνεται ελαφρύτερα υποβρύχια, εξακολουθεί να ζυγίζει 5 κιλά.
Χαρακτηριστικά της πυκνότητας
Η πυκνότητα προσδιορίζεται μέσω του τύπου μάζας διαιρούμενου ως προς τον όγκο. Ως φυσική ιδιότητα της ύλης, η πυκνότητα δείχνει την ποσότητα βάρους που έχει ένα αντικείμενο για το μέγεθός του. Ενώ δύο αντικείμενα μπορεί να έχουν το ίδιο μέγεθος, οι πυκνότητες τους μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές. Για παράδειγμα, μια βολή 3 λιβρών και ένα μεγάλο πορτοκάλι μπορεί να έχουν το ίδιο μέγεθος, αλλά τα φρούτα ζυγίζουν λιγότερο από το πλάνο που τέθηκε, οπότε είναι λιγότερο πυκνό.
Μαζικές επίδειξεις
Διδάξτε τα παιδιά την έννοια της μάζας δημιουργώντας μια διαδήλωση στην τάξη σχετικά με την επιστημονική αρχή. Συγκεντρώστε αντικείμενα με διαφορετικό μέγεθος και δείξτε τα στους μαθητές σας. Δώστε εντολή στα παιδιά να γράψουν ποια από τα αντικείμενα που πιστεύουν ότι έχουν περισσότερη μάζα. Για παράδειγμα, να τους δείξετε μια μπάλα της παραλίας και ένα μικρό βάρος χαρτιού. Αφήστε έναν μαθητή να έρθει μπροστά και να πάρει κάθε αντικείμενο. Ενώ είναι μεγαλύτερο, η μπάλα της παραλίας θα είναι σημαντικά ελαφρύτερη και θα έχει λιγότερη μάζα από το βάρος του χαρτιού.
Δείκτες πυκνότητας
Δείξτε στα παιδιά την φυσική παρουσία πυκνότητας με μια επίδειξη στην τάξη. Τα υλικά που απαιτούνται περιλαμβάνουν δύο δίσκους πάγου, άμμο, νερό και ένα μεγάλο γυάλινο μπολ. Καταψύξτε το νερό στο δίσκο παγοκύβων. Γεμίστε τον άλλο δίσκο πάγου με άμμο για να προσομοιώσετε τις ποσότητες άμμου που έχουν το ίδιο μέγεθος με τους κύβους πάγου. Γεμίστε το μεγάλο γυάλινο μπολ με νερό. Ζητήστε από δύο μαθητές να προσφέρουν εθελοντικά να έρχονται στο μέτωπο της τάξης σας. Έχετε τους εθελοντές να επαληθεύσουν στους υπόλοιπους μαθητές ότι οι κύβοι πάγου και οι κύβοι άμμου έχουν το ίδιο μέγεθος. Καλέστε τους να ρίξουν ταυτόχρονα και τα δύο αντικείμενα στο γυάλινο μπολ. Οι κύβοι πάγου θα επιπλέουν και η άμμος θα διασκορπιστεί και θα βυθιστεί επειδή είναι πυκνότερη από τους κύβους πάγου.