Jätteroligt pås-experiment

”Mamma, kan vi göra det jätteroliga påsexperimentet”. Min tre-åring blev alltså sugen på att göra pås-experimentet, som ju är jättekul. Fyll en plastpåse med vatten, knyt eller håll ihop och stick sedan grillpinnar i påsen. Grejen är att vattnet stannar kvar i påsen fast man stuckit pinnar i den. Men det är ju också väldigt kul när det sprutar vatten åt alla håll. Och att göra många hål.

20130513-223300.jpg

Fakta om luft och värme

-Luft och lufttryck

Luft är en blandning av olika gaser och består mest av kväve och syre. När ett ämne är i gasform sitter inte molekylerna ihop utan far omkring. Molekylerna i luften rör sig en och de är alldeles för små för att vi ska kunna se dem. Överallt runtomkring oss finns det luft. Det är något vi andas in hela tiden och allt levande i vår värld behöver syre. Vi kan fånga luften i luftbubblor vattnet, i en ballong eller i såpbubblor och vi kan känna den. En liter luft väger 1,3 gram. Det är alla de små molekyler luften består av som väger. Det tjocka lagret med luft som finns runtomkring oss skapar ett tryck. Tryck är ett mått på den kraft som pressar på ytan av ett föremål. När luften rör sig minskar trycket. Om du exempelvis blåser på undersidan av ett pappersark som hålls rakt framför munnen, minskar lufttrycket ovanför pappret och det högre trycket under pappret lyfter det uppåt. Luften blir tunnare, väger mindre och trycket sjunker ju högre upp man kommer. Tryck finns i alla ämnen. Då vatten väger mer än luft känns tryckskillnader mer och tidigare i vatten. Att det blir olika väder, högtryck och lågtryck, beror på att det händer saker med luften när den värms eller kyls. Varm luft är lättare än kall luft, den stiger uppåt och sätter fart på den kalla luften som strömmar neråt istället. Vi känner rörelserna i luften som vindar. Vind är luft som flyttar sig från en plats till en annan och den pressar mot allt som befinner sig i dess väg. Med en barometer mäts luftens tryck.

-Luftmotstånd

Luftmotstånd är en kraft som är riktad mot färdriktningen och saktar in allting som färdas genom luften. När något rör sig genom luften måste det hela tiden knuffa undan luftmolekylerna och pressa sig fram genom det motstånd som skapas. Storleken på luftmotståndet beror på föremålets form och vikt. Trubbiga former med skarpa kanter skapar mer motstånd då de virvlar upp luften framför sig. Föremål som är avlånga och smala, strömlinjeformade, skapar minst motstånd och glider lättare fram genom luft. Så är fallet även i vatten, som en fisk. Luftmotståndet ökar när farten ökar. Fallskärmar faller långsamt då de fångar in luft under sig. De är gjorda för att ha ett högt luftmotstånd.

-Luftens krafter

Luften och dess krafter kan föra fram segelbåtar, driva vindsnurror och väderkvarnar. Vingar nyttjas ofta vid flygning, de kan ha olika form och storlek men fungerar på samma sätt. Vingens form ger den nödvändiga lyftkraften för såväl flygplan som fåglar. Formen på en vinge får luften att röra sig snabbare på ovansidan än på undersidan. Ovansidan buktar något mer och skapar en strömlinjeform. Detta minskar trycket på undersidan och skapar en uppåtriktad kraft, lyftkraft. Vingarnas lyftkraft på ett flygplan motverkar planets tyngd. En bumerang är en böjd vinge, och en frisbee en rund som med hjälp av rotation stabiliseras i luften. På flygplansvingar  finns roder som kan vinklas på olika sätt och då ändra på luftströmmens riktning så planet kan stiga, sjunka eller svänga. Propellrar skruvar sig fram genom luften. Då de vrider sig pressas luften bakåt vilket skapar en dragkraft. När luft passerar en propeller får den propellern att rotera. Är bladen vinklade pressas luften neråt och skapar en lyftkraft. Om luft komprimeras, pressas samman, i små utrymmen genererar luften en stor kraft. Komprimerad luft i bildäck kan bära bilens tyngd. I jetmotorer används komprimerad luft som strålar ut åt ett ett håll och skapar en kraft som är riktad åt motsatt.

-Värme

I värme rör sig molekylerna snabbare, ämnen utvidgas och tar större plats. Med en termometer kan vi mäta hur snabbt molekylerna rör sig, den röda vätskan i en termometer behöver mer plats då det är varmt. När det blir kallare saktar atomerna farten och tar mindre plats vilket gör att vätskan och temperaturen sjunker. Värme kan spridas på tre sätt; genom ledning, strömning och strålning. Då de uppvärmda atomerna knuffar igång övriga atomer leder de värmen vidare. Olika ämnen leder värme olika bra. Plast, glas, luft (som inte rör sig), gummi och tegel är ämnen som leder värme mindre bra. Sådana ämnen kallas för isolatorer. Vatten, och olika metaller som järn och silver leder värme bra. Då värmen sprids i luften sprids den genom strömning. Även om det är vindstilla kan värmen spridas genom strålning, som i solens strålar. För att hålla värmen är det bra med torra och täta kläder i flera lager, med luft emellan som håller kvar värmen.

Källor:

—  Mellett, Peter (1999). Lär dig om flyg med egna experiment: [spännande fakta och roliga experiment]. Stockholm: Valentin

Persson, Hans (2004). Boken om fysik och kemi. Stockholm: Almqvist & Wiksell

—  www.wikipedia.se

Undersök tryck i luft och vatten

—Vatten upp och ner

  • —Du behöver:  Ett glas med vatten, styvt papper
  • —Undersökning: Fyll ett dricksglas med vatten. Lägg en bit papper över. Håll handen för pappret och vänd glaset upp och ner. Ta bort handen. Vad händer?

Fyll en flaska med tratt

  • —Du behöver: Flaska, tratt, häftmassa, vatten, sugrör
  • —Undersökning: Sätt tratten på flaskan och täta mynningen kring flaskhalsen med häftmassa.  Häll vatten i tratten och försök fylla flaskan. Gör om försöket med ett sugrör placerat i tratten. Vad är skillnaden?

—Kissande flaskan

  • —Du behöver: 1,5 liters pet-flaska, spik, vatten
  • —Undersökning: Gör ett hål c:a 4 cm från botten på flaskan. Använd en spik eller vass sax för att göra hålet, hålet bör inte vara större än 6 mm. Fyll flaskan med vatten och skruva på korken. Vad händer? Vad händer om du skruvar av korken igen?

—Flaska med många hål

  • —Du behöver: 1,5 liters petflaska, spik, vatten
  • —Undersökning: Använd spiken och gör gör ett hål c:a 4 cm från flaskans botten. Gör sedan två hål till i en linje över det första hålet med c:a 3 cm avstånd emellan. Fyll flaskan med vatten och undersök hur vattnet rinner genom de olika hålen.

—Pinne i påsen

  • —Du behöver: Liten plastpåse med vatten, grillpinnar
  • —Undersökning: Knyt ihop påsen med vatten i. Stick in grillpinnar, snabbt genom hela påsen så de kommer ut på andra sidan. Vad händer?

—Vattentromb

  • —Du behöver: 1,5 liters pet-flaska, vatten
  • —Undersökning: Fyll flaskan med vatten. Håll till över en diskho och håll flaskan upp och ner. Kan du få vattnet att rinna ut snabbare genom att samtidigt skaka och snurra på flaskan? Fyll med vatten och testa dig fram.

—Dykarklocka

  • —Du behöver: Behållare med vatten, glas, papper
  • —Undersökning: Stoppa något i glasets botten, t ex ett knycklat papper. Sänk ner glaset i baljan. Håll det rakt med botten uppåt. Ta upp glaset och se vad som hänt med pappret. Vad händer om glaset lutas under vattnet?