1. Χρήστος Γκοτζαρίδης
Σχ. Σύμβουλος ΠΕ4
1
Εύρηκα! Εύρηκα!
Άνωση
ΛΙΓΑ ΛΟΓΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ
Η άνωση είναι μια χαρακτηριστική δύναμη που εμφανίζεται σε όλα τα
σώματα που βυθίζονται σε υγρά. Η άνωση δρα ακριβώς αντίθετα από τη
δύναμη της βαρύτητας, δηλαδή από το βάρος του σώματος. Το γεγονός αυτό
έχει σαν αποτέλεσμα τα σώματα που βυθίζονται σε υγρό να φαίνονται
ελαφρύτερα.
Την έννοια της Άνωσης και τα χαρακτηριστικά της
μελέτησε ο Αρχιμήδης (έζησε γύρω στο 287 π.Χ. - 212
π.Χ.). Ο μύθος λέει ότι η μελέτη του άρχισε καθώς
παρατήρησε ότι το νερό ξεχείλιζε από τη μπανιέρα καθώς
βύθιζε το σώμα του μέσα σ΄ αυτήν. Από αυτή τη
παρατήρηση και άλλα πειράματα, βρήκε ότι όταν ένα
σώμα βυθίζεται σε υγρό, τότε δέχεται απ΄ αυτό μία
δύναμη που είναι ίση με το βάρος του υγρού που
εκτοπίζει το σώμα καθώς βυθίζεται. Η δύναμη αυτή είναι
αντίθετη από το βάρος του σώματος.
Εργασία για το σπίτι: Αναζητήστε το σχετικό μύθο και μερικές επιπλέον
πληροφορίες για το έργο του Αρχιμήδη.
Δραστηριότητα: Θα χρειαστούμε ένα ποτήρι νερό
που είναι γεμάτο μέχρι πάνω. Αφήνουμε μέσα στο
ποτήρι ένα πλαστικό μπαλάκι και βλέπουμε ότι το
νερό ξεχειλίζει από το ποτήρι. Αν συγκεντρώσουμε
αυτή τη ποσότητα του νερού και τη ζυγίσουμε, θα τη
βρούμε να έχει βάρος όσο το βάρος που έχει το
μπαλάκι.
Αν μιλήσουμε για τον όγκο του νερού που ξεχείλισε θα πρέπει να πούμε ότι
είναι ίσος με τον όγκο που έχει το κομμάτι από το μπαλάκι που βυθίστηκε
στο νερό.
Το βάρος του νερού όμως είναι ίσο με όλο το βάρος που έχει το μπαλάκι.
Για να ερμηνεύσουμε- καταλάβουμε αυτή τη παρατήρηση θα πρέπει να
χρησιμοποιήσουμε και την έννοια της πυκνότητας των σωμάτων.
Να προτείνετε μία
εργαστηριακή
διάταξη ώστε να
μπορέσετε να
εκτελέσετε τις
μετρήσεις που
αναφέρονται στην
παραπάνω
δραστηριότητα.

2. Χρήστος Γκοτζαρίδης
Σχ. Σύμβουλος ΠΕ4
2
Μελέτη και υπολογισμοί:
Ένα σώμα που ισορροπεί μέσα στο νερό θα πρέπει να δέχεται μία δύναμη ίση
και αντίθετη από το βάρος του. Πώς μπορούμε να δικαιολογήσουμε την
εμφάνιση αυτής της δύναμης; Το διπλανό σχήμα μας δίνει την εξήγηση.
Δραστηριότητα: Παρατηρήστε το σχήμα και
προσπαθήστε να ερμηνεύσετε την δημιουργία
της δύναμης της Άνωσης. Θα χρειαστεί να
χρησιμοποιήσετε την έννοια της υδροστατικής
πίεσης και της συνισταμένης δύναμης.
Το βάρος του σώματος εξαρτάται από τον όγκο του και από τη πυκνότητά
του.
Η αρχή του Αρχιμήδη μας λέει ότι η δύναμη που δέχεται το σώμα απ το υγρό
είναι ίση με το βάρος του υγρού που εκτοπίζεται. Το βάρος του υγρού
εξαρτάται από τον όγκο του και από τη πυκνότητά του.
Άρα παρατηρώ ότι για να μπορώ να βρίσκω αν
κάποιο σώμα θα βυθιστεί ή όχι σε ένα υγρό θα
πρέπει να γνωρίζω τις……………… σώματος και
υγρού.
Δραστηριότητα: Με βάση τη παραπάνω
παρατήρηση να βγάλετε συμπέρασμα για τις
πυκνότητες των δύο υλικών στη διπλανή εικόνα.
Σε ποιο συμπέρασμα θα καταλήγατε σχετικά
με την πυκνότητα βλέποντας ότι ένα σώμα
επιπλέει μισοβυθισμένο σε ένα υγρό;
Α

3. Χρήστος Γκοτζαρίδης
Σχ. Σύμβουλος ΠΕ4
3
Μερικά παραδείγματα:
Ένας άνθρωπος που βρίσκεται μέσα σε
υγρό έχει τη δυνατότητα να αυξομειώνει
την άνωση που ασκείται [πάνω του. Αν
αναπνεύσει βαθειά και γεμίσει τα
πνευμόνια του με αέρα τότε αυξάνεται η
άνωση που ασκείται πάνω του.
Μήπως μπορείτε να βρείτε το λόγο;
Αντίθετα αν εκπνεύσει τότε μειώνεται η
άνωση. Ένας άλλος παράγοντας που
επηρεάζει την άνωση που δέχεται το
ανθρώπινο σώμα είναι η ποσότητα λίπους
που περιέχει. Το λίπος έχει μικρότερη
πυκνότητα από το νερό, ενώ ταυτόχρονα
αυξάνει και τον όγκο του ανθρώπινου
σώματος. Αντίθετα η πυκνότητα των
οστών είναι μεγαλύτερη από του νερού.
Οι παράγοντες οστά, μυϊκή μάζα και
σωματικός λίπος είναι αυτοί που κάνουν
κάποιους ανθρώπους να μπορούν να
επιπλέουν στο νερό ευκολότερα από
άλλους.
Η Άνωση δεν εξαρτάται μόνο από
τη σύσταση του ανθρώπινου
σώματος, όπως αναφέρθηκε
παραπάνω. Στη φωτογραφία
βλέπουμε έναν άνθρωπο που με
πολύ μεγάλη άνεση επιπλέει το
νερό και διαβάζει την εφημερίδα
του. Μπορείτε να υποθέσετε πώς
γίνεται αυτό;
Συνεχίζοντας τον ίδιο συλλογισμό
συγκρίνετε τη περίπτωση που
κάποιος κολυμπά σε μία λίμνη ή σε
μία πισίνα με γλυκό νερό, με τη
περίπτωση ο ίδιος άνθρωπος να
κολυμπά στη θάλασσα. Σε ποια
περίπτωση του είναι πιο εύκολο να κολυμπήσει;
Όσο πιο βαθιά μπαίνει κάποιος στο
νερό, τόσο "ελαφρύτερος" αισθάνεται.
Ένα ανθρώπινο σώμα που βυθίστηκε
μέχρι το επίπεδο της μέσης θα ζυγίζει
μόνο το 40% -50% του βάρους του
στην ξηρά. Μέχρι στο στήθος η άνωση
αντιστοιχεί σε 75% του βάρους του.
Αν κάποιος βυθιστεί μέσα στο νερό
μέχρι το λαιμό του, τότε η σπονδυλική
στήλη του σηκώνει μόνο το 10% του
σωματικού του βάρους.
(Jamison & Ogden, 1994)
Κολύμπι στη Νεκρά Θάλασσα.
Η Νεκρά θάλασσα περιέχει
τεραστία ποσότητα αλατιού και έτσι
έχει πολύ μεγάλη πυκνότητα.
Αυτή επηρεάζει και το μέγεθος
της ασκούμενης Άνωσης.

4. Χρήστος Γκοτζαρίδης
Σχ. Σύμβουλος ΠΕ4
4
Όταν θέλουμε να πούμε ότι κάτι είναι μόνο
ένα μικρό κομμάτι ενός πολύ μεγαλύτερου
θέματος λέμε ότι αυτό αποτελεί «τη κορυφή
του παγόβουνου».
Πράγματι η μάζα του παγόβουνου
βρίσκεται κατά (σχεδόν) 9/10 κάτω από την
επιφάνεια της θάλασσας. Γιατί συμβαίνει
αυτό;
Η απάντηση κρύβεται στις πυκνότητες
πάγου και νερού.
Άσκηση:
Αν είναι γνωστό ότι η πυκνότητα του πάγου
είναι 0,9 g/cm3 και του νερού (περίπου)
1g/cm3, να κάνετε υπολογισμούς και να
αποδείξετε την πιο πάνω πληροφορία.
Πείραμα:
Με τη βοήθεια ενός άδειου κουτιού
από αναψυκτικό να δημιουργήσετε
συνθήκες ώστε τα 9/10 του κουτιού να
είναι μέσα στο νερό.Περιγράψτε τον
τρόπο που σκεφτήκατε για να το
πετύχετε.
Ερώτηση:
Τα σωσίβια βοηθούν στο να μπορεί κάποιος να
σταθεί στην επιφάνεια του νερού. Δώστε μια
εξήγηση σ αυτό, αφού πρώτα λάβετε υπόψη σας
αυτά που αναφέρονται στα πρώτα
παραδείγματα της παραγράφου.
Σχεδόν όλη η μάζα του παγόβουνου
βρίσκεται κάτω από το νερό.
Το σωσίβιο βοηθά αυτούς που
δεν ξέρουν να κολυμπούν και
να επιπλέουν στη θάλασσα.