Φυσική - Μηχανική (πίεση) - Ε'-ΣΤ' Δημοτικού Επ. 189 (Υπουργείο Παιδείας και Θρησκευμάτων, 2020)
: [♪ Μουσική Γεια σας, παιδιά! Σήμερα θα μιλήσουμε για την πίεση. Ας δούμε πρώτα όμως ένα παιχνίδι που ίσως το έχετε κι εσείς στο σπίτι σας. Αυτό, με το οποίο μπορούμε να φτιάξουμε μία τρισδιάστατη απεικόνιση. Ή και μεταλλικό. Και αναρωτιόμαστε πώς γίνεται να έχει τόσα πολλά μεταλλικά καρφάκια και να μην πονάει το χέρι μας. Αυτή την ερώτηση θα την απαντήσουμε στη συνέχεια. Αφού πρώτα δούμε κάποια πράγματα για την πίεση. Σχετίζεται μάλιστα με την ερώτηση που έχει και το σχολικό σας βιβλίο, πώς γίνεται και το παιδί που είναι ξαπλωμένο πάνω στα καρφιά δεν τραυματίζεται. Ή μια άλλη ερώτηση, πώς μπορούμε να περπατάμε στο χιόνι και να βουλιάζουν τα πόδια μας, ενώ όταν φοράμε ειδικά παπούτσια χιονιού ή χιονοπέδυλα δεν βυθίζονται. Τι συμβαίνει λοιπόν και πώς σχετίζονται αυτά με την πίεση. Θα κάνουμε κάποια πειράματα και θα καταλήξουμε σε συμπεράσματα. Θα χρησιμοποιήσουμε αρχικά ένα δοχείο που έχουμε βάλει μέσα αλεύρι. Και ένα κουτάκι, εγώ έχω πάρει ένα κουτάκι από σαπούνι. Το ακουμπάω στο αλεύρι και παρατηρώ ότι αφήνει ένα αποτύπωμα. Για να δοκιμάσω τώρα, να του βάλω πάνω δύο βιβλία, ώστε να είναι μεγαλύτερο το βάρος. Και δίπλα θα δοκιμάσω με ένα ίδιο κουτάκι, αλλά βάζοντας τη μικρή του επιφάνεια. Ακουμπάω πάνω τα δύο ίδια βιβλία. Σηκώνουμε τα κουτάκια και βλέπουμε στο πρώτο κουτί το αποτύπωμα είναι πιο βαθύ τώρα που είχε πάνω τα δύο βιβλία. Και ότι όταν έχω βάλει το κουτί με τη μικρή του επιφάνεια, το αποτύπωμα είναι ακόμα πιο βαθύ. Βλέπουμε λοιπόν, όταν τοποθετώ το βαρύ βιβλίο πάνω στο κουτί, το αποτύπωμα είναι πιο βαθύ. Και όταν ακουμπάς στο αλεύρι η μικρή επιφάνεια του κουτιού, το αποτύπωμα είναι ακόμη πιο βαθύ. Το συμπέρασμά μας είναι ότι η πίεση εξαρτάται από το βάρος του σώματος και από το μέγεθος της επιφάνειάς του. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάρος, τόσο μεγαλύτερη είναι και η πίεση. Και αντίθετα, όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια, τόσο μικρότερη είναι και η πίεση. Για να δούμε κι άλλα πειράματα, για να επιβεβαιώσουμε αυτά τα συμπεράσματα. Θα χρησιμοποιήσουμε πολλές πινέζες, που έχουν μεγάλη επιφάνεια συνολικά, και ένα μπαλόνι. Πιέζω τον μπαλόνι πάνω στις πινέζες και βλέπω ότι δεν σκάει. Για να δοκιμάσω τώρα, να κρατήσω μία πινέζα και να πιέσω με τον ίδιο τρόπο τον μπαλόνι, ασκώντας την ίδια δύναμη. Βλέπουμε ότι τον μπαλόνι έσκασε. Γιατί συμβαίνει αυτό? Γιατί σε αυτή την περίπτωση που έχω μία πινέζα, η επιφάνεια είναι μικρή, άρα η πίεση μεγάλη. Αντίστοιχα μπορείτε να δοκιμάσετε και με οδοντογλυφίδες. Όταν έχω όλες τις οδοντογλυφίδες μαζί και ακουμπάω το χέρι μου, δεν πονάω ιδιαίτερα. Γιατί η επιφάνεια από όλες τις μύτες είναι μεγάλη και η πίεση μικρή. Αν όμως δοκιμάσω να πιέσω το χέρι μου σε μία οδοντογλυφίδα, ασκώντας την ίδια δύναμη, θα καταλάβετε ότι πονάει αρκετά περισσότερο. Το συμπέρασμά μας, λοιπόν, να το επαναλάβουμε, όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια επαφής, τόσο μικρότερη είναι η πίεση που δημιουργείται από την ίδια δύναμη. Όσο μικρότερη είναι η επιφάνεια επαφής, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση που δημιουργείται από την ίδια δύναμη. Ασκώντας, δηλαδή, την ίδια δύναμη, μπορούμε να πετύχουμε διαφορετικά αποτελέσματα ανάλογα με το μέγεθος της επιφάνειας, την οποία ασκούμε. Πίεση ονομάζουμε το πηλίκο της δύναμης που ασκείται σε μια επιφάνεια, διότι το εμβαδούν της επιφάνειας αυτής. Τώρα μπορούμε μάλλον να εξηγήσουμε γιατί το παιδί δεν τραυματίζεται, γιατί τα καρφιά είναι τοποθετημένα το ένα κοντά στο άλλο. Και όσο πιο πυκνά είναι τα καρφιά, τόσο πιο μεγάλη είναι η επιφάνεια στην οποία ακουμπά το σώμα του παιδιού. Άρα η πίεση είναι μικρή, αντίστοιχα και με το παιχνίδι που είδαμε στην αρχή. Μπορούμε τώρα να εξηγήσουμε και γιατί ο χιονοδρόμος που δεν φοράει χιονοπέδιλα βυθίζεται στο χιόνι. Ο χιονοδρόμος που δεν φορά πέδιλα βουλιάζει περισσότερο από τον άλλο, γιατί η επιφάνεια των παπουτσιών του με την οποία ακουμπά στο χιόνι είναι πιο μικρή. Άρα η πίεση πιο μεγάλη. Αυτό έχει εφαρμογή και σε πολλά αντικείμενα της καθημερινής μας ζωής, όπως για παράδειγμα τα ψαλίδια, τα μαχαίρια, η επιφάνεια που θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε για να κόψουμε κάτι είναι πιο λεπτή, πιο μικρή, ώστε ασκώντας την ίδια δύναμη, η πίεση να είναι μεγαλύτερη και να κόβουν πιο εύκολα. Το ίδιο και με την πινέζα. Και στη φύση υπάρχουν εφαρμογές αυτών των φαινομένων. Τα βαριά ζώα, για να μπορούν να κινούνται χωρίς να βουλιάζουν σε μαλακά και λασπόδια δάφη, διαθέτουν πολύ μεγάλα πέλματα. Για να δείτε το ρινόκαιρο και τον ελέφαντα, έτσι το βάρος τους κατανέμεται σε μεγάλη επιφάνεια επαφής και η πίεση στο έδαφος είναι μικρή. Τι γίνεται με τα μεγάλα οχήματα, τα βαριά οχήματα, τις νταλίκες, τα μεγάλα φορτηγά που μεταφέρουν μεγάλα φορτία. Τα βαριά οχήματα διαθέτουν ερπίστριες, που βλέπουμε εδώ, έχουν μεγάλη επιφάνεια, για να είναι μικρή η πίεση. Ή μπορεί να έχει τύχη να δείτε στο δρόμο κάποια φορτηγά με μερικές ρόδες που είναι στον αέρα, δεν ακουμπάνε κάτω. Αυτό δεν συμβαίνει γιατί είναι κάτι λάθος, αυτό συμβαίνει γιατί έχουν περισσότερους στροχούς και όταν χρειαστεί, όταν το φορτίο τους είναι μεγάλο, κατεβάζουν αυτούς τους στροχούς να ακουμπούν κι αυτοί στο έδαφος, αυξάνουν λοιπόν την επιφάνεια επαφής με το έδαφος, ώστε η πίεση να είναι μικρότερη. Άλλο παράδειγμα, γνωρίζετε από την εμπειρία σας ότι όταν κουβαλάμε ένα σακίδιο πλάτης, είναι πολύ πιο ξακούραστο όταν έχει φαρδή λουρή και δεν μας πιέζει πάρα πολύ τους όμους. Οι και οι ζώνες των αυτοκινήτων είναι φαρδιές, ώστε να μην τραυματιστούμε από κάποιο απότομο φρενάρισμα. Όσο πιο φαρδή είναι το λουρή του σακιδίου ή της ζώνης, τόσο μεγαλύτερη επιφάνεια, άρα μικρότερη η πίεση. Μιλήσαμε λοιπόν για την πίεση στα στερεά. Μόνο στα στερεά εμφανίζεται πίεση. Όχι, εμφανίζεται και στα υγρά και στα αέρια, απλώς την ονομάζουμε με διαφορετικό όνομα. Που οφείλεται όμως η πίεση, είτε στα στερεά, είτε στα υγρά, είτε στα αέρια, για να το δούμε με τη βοήθεια του μικροκόσμου. Πιέσεις δεν αναπτύσσονται μόνο μεταξύ στερεών, αλλά και από τα υγρά και τα αέρια. Την πίεση που δημιουργείται στο νερό, λόγω του βάρους του, την ονομάζουμε υδροστατική. Την πίεση που δημιουργείται στον αέρα, λόγω του βάρους του, την ονομάζουμε ατμοσφαιρική. Η πίεση, τόσο στα στερεά, όσο και στα υγρά και στα αέρια σώματα, οφείλεται στις κινήσεις των μωρίων τους. Λόγω της πίεσης ασκούνται δυνάμεις από τα στερεά, από τα υγρά και από τα αέρια σώματα, στα άλλα σώματα με τα οποία έρχονται σε επαφή, όπως τα σκίτσα εδώ, το δάχτυλό μας. Ας μιλήσουμε λοιπόν τώρα για την υδροστατική πίεση. Θα δούμε ένα πείραμα που μπορείτε να το κάνετε εύκολα στο σπίτι χρησιμοποιώντας ένα δοχείο που έχετε αφαιρέσει το πάνω και το κάτω μέρος του και έχουμε προσαρμόσει ένα μπαλόνι και λαστιχάκια για να το κρατάνε. Αν δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα τέτοιο δοχείο, μπορείτε εύκολα να κόψετε το κάτω μέρος από ένα μπουκάλι και πάλι να προσαρμόσετε το μπαλόνι. Όταν κάνουμε το πείραμα θα έχουμε μία λεκάνη από κάτω γιατί μπορεί κάτι να μην πάει καλά με τα λαστιχάκια και να βραχούμε. Για να δούμε λοιπόν. Παίρνουμε το δοχείο και ρίχνουμε μέσα νερό. Τι παρατηρούμε? Παρατηρούμε ότι το κάτω μέρος του μπαλονιού φουσκώνει. Και αν ρίξουμε περισσότερο νερό, φουσκώνει ακόμα περισσότερο. Το μπαλόνι λοιπόν φουσκώνει και περισσότερο, όταν ρίξουμε ακόμα περισσότερο νερό. Ας δούμε ένα άλλο πείραμα, γι' αυτό θα χρειαστείτε ένα μπουκάλι νερό και βάζουμε μία πινέζα χαμηλά, μία πιο ψηλά και μία ακόμα πιο ψηλά. Και εδώ χρειαζόμαστε μία λεκάνη γιατί θα πέφτει μέσα το νερό. Για να δούμε τι θα συμβεί. Βγάζουμε τις πινέζες. Ξεβιδώνουμε το καπάκι από το μπουκάλι και παρατηρούμε ότι το νερό πετάγεται. Πιο κοντά από την πάνω τρύπα, πιο μακριά από τη μεσαία τρύπα και ακόμη πιο μακριά από την κάτω τρύπα. Όσο χαμηλότερα δηλαδή βρίσκεται η τρύπα, τόσο μακρύτερα πετάγεται το νερό. Και αυτό γιατί τα ανώτερα στρώματα του νερού πιέζουν λόγω του βάρους τους τα κατώτερα στρώματα. Όσο μεγαλώνει λοιπόν το βάθος, τόσο αυξάνει το βάρος των υπορκείμενων στρωμάτων νερού. Άρα και η πίεση είναι μεγαλύτερη. Γι' αυτό και το νερό πετάγεται πιο μακριά. Το συμπέρασμα που καταλήγουμε είναι ότι στο νερό δημιουργείται πίεση λόγω του βάρους του. Την πίεση αυτή την ονομάζουμε υδροστατική. Και η υδροστατική πίεση αυξάνεται όσο μεγαλώνει το βάθος. Τώρα μπορούμε να εξηγήσουμε γιατί πολλές φορές στη θάλασσα, όταν κάνουμε βουτιά, νιώθουμε έναν πόνο στο αυτοί μας, το τύμπανο του αυτιού, και μάλιστα όσο πιο βαθιά πηγαίνουμε, τόσο πιο έντονος είναι αυτός ο πόνος. Βεβαίως και μπορούμε να το εξηγήσουμε, το αυτοί μας πονά λόγω της υδροστατικής πίεσης. Ο πόνος είναι πιο έντονος όταν βουτάμε βαθιά, γιατί η πίεση του νερού αυξάνεται όσο μεγαλώνει το βάθος. Μπορούμε να εξηγήσουμε και γιατί η βάση ενός φράγματος είναι πιο παχιά στο κάτω μέρος. Είναι πιο παχιά στο κάτω μέρος γιατί η υδροστατική πίεση είναι μεγαλύτερη στο βυθό της λίμνης από ό,τι στην επιφάνεια, και έτσι χρειάζεται στο κάτω μέρος να στηριχθεί καλύτερα. Μπορούμε να εξηγήσουμε και γιατί τα βαθισκάφη, τα σκάφη δηλαδή που μπορούν και καταδίονται σε μεγάλα βάθη, είναι κατασκευασμένα από πολύ ανθεκτικά υλικά, γιατί πρέπει να αντέχουν την πίεση σε αυτά τα μεγάλα βάθη. Και πάμε στην ατμοσφαιρική πίεση, την πίεση από τον αέρα. Σίγουρα έχετε παρατηρήσει όταν πίνετε ένα χυμό από αυτούς που έχουμε ένα χάρτινο κουτάκι και τρυπάμε με το καλαμάκι, όταν πιούμε αρκετά το χυμό το κουτάκι παραμορφώνεται. Γιατί συμβαίνει αυτό. Θα κάνουμε πειράματα και θα το διαπιστώσουμε. Θα χρειαστούμε ένα κομμάτι χαρτί ή μία εφημερίδα και ένα χάρακα που έχουμε βέσει ένα σκινί. Περνάμε από μία τρυπούλα στη μέση του χαρτιού το σκινάκι. Ισιώνουμε το χαρτί προσπαθώντας να βγει όλος ο αέρας που είναι από κάτω. Και δοκιμάζω να σηκώσω το χαρτί τραβώντας το από το σκινί. Και βλέπω ότι δεν είναι εύκολο, τουλάχιστον όσο νόμιζα, το χαρτί δεν σηκώνεται. Για να δοκιμάσω τώρα να ανοίξω μερικές τρύπες στο χαρτί. Σε διάφορα σημεία, ώστε να μπορέσει να μπει αέρας κάτω από το χαρτί. Δοκιμάζω πάλι και βλέπω ότι με ευκολία πια μπορώ να σηκώσω το χαρτί, αφού του άνοιξα τρύπεις και πέρασε από κάτω ο αέρας. Το χαρτί λοιπόν σηκώνεται πολύ δύσκολα στην αρχή, ενώ πολύ εύκολα όταν ανοίξω τρύπες. Αν δηλαδή αφήσω τον αέρα να μπει κάτω από το χαρτί. Ένα αντίστοιχο πείραμα που σίγουρα ξέρετε είναι με τις βεντούζες. Αν πιέσω μια βεντούζα σε μια επιφάνεια όπως εδώ του γραφείου, πιέζουμε ώστε να βγει ο αέρας από μέσα, βλέπω ότι δυσκολεύομαι να την ξεκολλήσω. Αν δοκιμάσω σε ένα γιαλόχαρτο, το γιαλόχαρτο είναι ένα χαρτί που έχει τραχιά επιφάνεια. Μπορείτε να δοκιμάσετε και σε ένα ύφασμα πάνω. Πιέζω τη βεντούζα, αλλά βλέπω ότι εδώ δεν κολλάει. Και είμαι σίγουρη ότι ξέρετε και πώς να ξεκολλήσετε μια βεντούζα που έχει κολλήσει σε μια επιφάνεια. Ανοίγουμε μία ακρούλα ώστε να μπει μέσα αέρας και στη συνέχεια ξεκολλάει. Για να δούμε αν κολλήσω δύο βεντούζες μεταξύ τους. Της πιέζω, να φύγει ο αέρας και προσπαθώ να της ξεκολλήσω. Πιο πιθανό είναι να σπάσει η λαβή, παρά να ξεκολλήσουν οι βεντούζες. Εκτός και βέβαια ανοίξω ώστε να μπει ανάμεσά τους αέρας. Και μπορεί την πίεση από τον αέρα την ατμοσφαιρική να μην την αντιλαμβανόμαστε. Είναι όμως αρκετά ισχυρή, όπως και το βάρος του αέρα. Αλλά έχουμε συνηθίσει το σώμα μας και έτσι δεν το καταλαβαίνω. Για να καταλάβουμε πόσο δυνατό είναι, θα σας αναφέρω ένα πείραμα, που γίνε πριν πολλά πολλά χρόνια από τον δήμαρχο του Μαγδεμβούργου της Γερμανίας. Και γι' αυτό έχει μείνει γνωστό ως τα ημισφέρια του Μαγδεμβούργου. Πήρε δύο χάλκινα ημισφέρια, τα ακούμπησε μεταξύ τους και με μία αντιλαίκια νου αφαίρεσε από μέσα τον αέρα. Και στη συνέχεια προσπάθησαν να τα ξεκολλήσουν. Μέσα δεν υπήρχε αέρας να πιέζει, αλλά πέξω υπήρχε ατμοσφαιρική πίεση. Πιστεύετε ότι τα κατάφεραν? Για να τα καταφέρουν, χρειάστηκαν να τραβάνε 8 άλογα από τη μια μεριά και 8 άλογα από την άλλη. Και πάλι δεν κατάφεραν όμως να ξεκολλήσουν το ένα ημισφαίρι από το άλλο. Ας δούμε ένα άλλο πείραμα τώρα. Τα χρειαστούμε μπαλίτσες πλαστελίνης. Τις φτιάχνουμε να είναι ίδιου μεγέθους. Και βάζουμε τη μία στο θρανίο και από πάνω ένα βιβλίο. Βάζουμε τη δεύτερη, ας βάλουμε άλλο ένα βιβλίο και άλλη μία πιο ψηλά. Τι νομίζετε ότι θα συμβεί, για να δούμε. Αυτή είναι η πλαστελίνη που ήταν πιο ψηλά. Αυτή είναι η πλαστελίνη που ήταν στη μέση. Και αυτή είναι η πλαστελίνη που ήταν κάτω κάτω. Βλέπουμε ότι η πλαστελίνη που ήταν κάτω κάτω πιέστηκε περισσότερο από την πλαστελίνη που ήταν στη μέση. Και σίγουρα περισσότερο από την πλαστελίνη που ήταν στο πάνω μέρος. Ποιο είναι το συμπέρασμα από όλα αυτά τα πειράματα που κάναμε. Ο αέρας έχει βάρος. Λόγω του βάρους του ο αέρας προκαλεί πίεση που ονομάζεται ατμοσφαιρική. Η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται όσο το ύψος από την επιφάνεια της θάλασσας αυξάνεται. Δηλαδή η ατμοσφαιρική πίεση δεν είναι ίδια σε όλους τους τόπους. Όταν βρισκόμαστε στην επιφάνεια της θάλασσας, δεχόμαστε από πάνω μας το βάρος όλων αυτών των στρωμάτων αέρα. Και η πίεση είναι μεγαλύτερη. Όσο πιο ψηλά ανεβαίνουμε, τόσο μικρότερο είναι το στρώμα του αέρα από πάνω μας. Και έτσι η πίεση είναι μικρότερη. Για παράδειγμα, σε ύψος 5 χιλιόμετρων από την επιφάνεια της Γης, η ατμοσφαιρική πίεση έχει μειωθεί περίπου στο μισό. Θα δούμε τώρα ένα πείραμα που μπορείτε εύκολα να το κάνετε στο σπίτι σας, αλλά και πάλι θα είναι ή στο νεροχήτη ή στον κήπο, ή θα έχετε βάλει μια λεκάνη από κάτω, για να μην έχουμε ατυχήματα. Παίρνουμε ένα ποτήρι και το γεμίζουμε μέχρι πάνω πάνω όμως με νερό. Και στη συνέχεια παίρνουμε ένα κομμάτι χαρτί, απλό κομμάτι χαρτί, προσέχοντας όμως το μέγεθός του να είναι λίγο μεγαλύτερο από το στόμα του ποτηριού. Το πιέζουμε και το αναποδογυρίζουμε. Παίρνουμε το χέρι μας και βλέπουμε ότι το χαρτί δεν μπαίφτει, παραμένει. Γιατί? Γιατί η ατμοσφαιρική πίεση το κρατά κολλημένο. Μέσα έχουμε αφαιρέσει το μεγαλύτερο μέρος του αέρα, οπότε η πίεση ατμοσφαιρική απ' έξω είναι μεγαλύτερη και το κρατάει στη θέση του. Για να δούμε ένα άλλο πείραμα που μας δείχνει πάλι την ατμοσφαιρική πίεση, το οποίο όμως είναι λίγο επικίνδυνο και καλό είναι να μην το επαναλάβετε μόνοι σας στο σπίτι. Παίρνουμε ένα μπουκάλι που έχει αέρα μέσα, άδειο από οτιδήποτε άλλο με τον αέρα. Ένα μπαλόνι που έχουμε βάλει νερό και να μην χωράει να περάσει από το στόμιο. Ανάβουμε ένα χαρτάκι με τον αναπτύρα μας και το ρίχνουμε μέσα στο μπουκάλι. Τοποθετούμε το μπαλόνι στο στόμιο και βλέπουμε ότι ρουφιέται μέσα στο μπουκάλι. Γιατί συμβαίνει αυτό, για να το ξαναδούμε. Στην αρχή είπαμε υπάρχει αέρα μέσα στο μπουκάλι. Όταν εμείς ρίξουμε το χαρτάκι με το αναμένο, με τη φωτιά, λόγω της φωτιάς, ο αέρας διαστέλεται και ένα μεγάλο μέρος του φεύγει, βγαίνει απ' το μπουκάλι. Κλείνουμε πάνω το στόμιο και δεν μπορεί να μπει πια αέρα μέσα στο μπουκάλι, η πίεση μέσα είναι μικρότερη. Και έτσι η πίεση απ' έξω σπρώχνει το μπαλόνι μέσα στο μπουκάλι. Το ίδιο πείραμα μπορεί να γίνει και με ένα βρασμένο αυγό, αλλά εδώ το πρόβλημα είναι πώς θα βγάλουμε το αυγό μετά μέσα από το μπουκάλι. Και ένα ακόμη πείραμα που θα κάνουμε εδώ, και μπορείτε να το επαναλάβετε στο σπίτι σας, θα χρειαστούμε ένα πιάτο, ρίχνουμε μέσα λίγο νερό. Το έχω χρωματίσει εδώ για να φαίνεται καλύτερα. Ανάβουμε ένα κεράκι. Και το τοποθετούμε μέσα στο πιάτο. Και στη συνέχεια παίρνουμε ένα ποτήρι και το αναποδογυρίζουμε πάνω απ' το κεράκι. Για παρατηρήστε τι θα συμβεί. Σιγά σιγά βλέπουμε ότι το κεράκι σβήνει, αλλά και το νερό τραβιέται μέσα στο ποτήρι. Γιατί συμβαίνει αυτό, καθώς το κερί σβήνει, γιατί ένα μέρος του οξυγόνου που υπήρχε στον αέρα έχει καεί. Η πίεση μέσα μειώνεται και λόγω της πίεσης απ' έξω το νερό μπαίνει μέσα στο ποτήρι. Και ένα ακόμη πιο απλό πείραμα με το οποίο πιστεύω θα διασκεδάσετε. Παίρνουμε ένα κομμάτι χαρτί και το κάνουμε μπαλάκι. Και σε ένα άδειο μπουκάλι το βάζουμε στο στόμηνο. Και ζητάμε από κάποιον, φυσώντας το μπουκάλι, να κάνει το μπαλάκι να μπει μέσα. Και μας φαίνεται ότι είναι κάτι πάρα πολύ εύκολο. Θα φυσήξω και το μπαλάκι θα μπει μέσα. Για να δούμε όμως τι συμβαίνει. Στο στόμιο και φυσάμε. Το μπαλάκι αντί να μπει μέσα πετάχτηκε προς τα έξω. Και όσες φορές και αν το επαναλάβετε το ίδιο θα συμβεί. Γιατί συμβαίνει αυτό? Γιατί όταν εγώ φυσάω αύξανε το όγκος του αέρα μέσα στο μπουκάλι. Άρα έχουμε μεγαλύτερη πίεση και ο αέρας βγαίνει προς τα έξω, που η πίεση είναι μικρότερη και παρασέρνει και το χαρτάκι μαζί του. Μπορούμε τώρα λοιπόν να δούμε διάφορες εφαρμογές στην καθημερινή ζωή και της ατμοσφαιρικής πίεσης. Όπως να εξηγήσουμε γιατί παραμορφώνεται το κουτί καθώς πίνουμε χυμό. Το κουτί τσαλακώνεται, παραμορφώνεται λόγω της ατμοσφαιρικής πίεσης γιατί στο εσωτερικό του δεν υπάρχει αέρας. Αν όμως ανοίξουμε μία τρύπα σε ένα άλλο σημείο του κουτιού, θα εξακολουθήσει να παραμορφώνεται? Όχι, γιατί θα μπορεί να μπαίνει αέρας, άρα θα είναι ίδια πίεση στο εσωτερικό και στο εξωτερικό του. Και έτσι δεν θα παραμορφώνεται. Η Σελήνη δεν έχει ατμόσφαιρα. Μπορεί ο αστροναύτης να χρησιμοποιήσει εκεί τη βεντούζα? Δεν μπορεί να τη χρησιμοποιήσει, γιατί δεν υπάρχει αέρας που να ασκεί η δύναμη. Άρα δεν θα είναι κάτι να εμποδίζει την βεντούζα να την ξεκολλήσουμε. Και θα κλείσουμε με ένα παιχνίδι που λέγεται ο δίτης του Καρτέσιου ή ο κολυμπιτής του Καρτέσιου ή απλώς ένα υποβρύχιο. Θα χρειαστούμε ένα κομμάτι από καλαμάκι το πάνω μέρος του που γυρίζει, ένα κομμάτι πλαστελίνι που θα τυλίξω και θα ενώσω τα δύο τμήματα από το καλαμάκι. Για να είμαι σίγουρη ότι είναι σωστός ο κολυμπιτής μου ή το υποβρύχιο, το δοκιμάζω σε ένα ποτήρι με νερό. Αν δω ότι βυθίζεται κάτω, όπως το κόκκινο καλαμάκι, σημαίνει ότι έχω βάλει πολύ πλαστελίνι και πρέπει να αφαιρέσω ένα μέρος της. Αν δω ότι επιπλέει έτσι όπως αυτό που έφτιαξα τώρα, σημαίνει ότι έχει λίγη πλαστελίνι και πάλι δεν μας κάνει. Για να είναι εντάξει πρέπει να επιπλέει ένα μικρό μέρος του, όπως το γαλάζιο καλαμάκι. Παίρνουμε λοιπόν το υποβρύχιό μας, ένα μπουκάλι γεμάτο νερό και το τοποθετούμε μέσα. Πιέζω το μπουκάλι και για παρατηρήστε τι θα συμβεί. Το υποβρύχιο κατεβαίνει, σταματώ να πιέζω το μπουκάλι και ανεβαίνει. Για να το ξαναδούμε, μπορώ μάλιστα, ελέγχοντας την πίεση που ασκώ, να το ισορροπίσω σε κάποιο σημείο. Γιατί συμβαίνει αυτό, για να το εξηγήσουμε πρέπει να αναφέρουμε ότι όταν ένα σώμα βρίσκεται μέσα στο υγρό, σε ένα υγρό, πέρα από το βάρος του, τη δύναμη που ασκείται προς τα κάτω, δέχεται και μια άλλη δύναμη από το νερό, την οποία λέμε άνωση και είναι προς τα πάνω. Όταν το βάρος του αντικειμένου είναι μεγαλύτερο από την άνωση, βυθίζεται. Ενώ όταν είναι μικρότερο, ανεβαίνει. Εδώ λοιπόν τι συμβαίνει, όταν εγώ πιέζω το μπουκάλι και το νερό, μπαίνει νερό μέσα στο καλαμάκι, συμπιέζοντας τον αέρα. Και έτσι το βάρος αυτού του συστήματος όλου, καλαμάκι, πλαστελίνι, νερό και αέρας, μεγαλώνει. Γι' αυτό και βυθίζεται. Όταν πάβω να πιέζω εγώ το μπουκάλι, βγαίνει έξω το νερό από το καλαμάκι και έτσι μπορεί και ανεβαίνει. Με αυτό τον τρόπο λειτουργούν και τα υποβρύχια, που έχουν δεξαμενές, που γεμίζουν ή αβιάζουν νερό ανάλογα αν θέλουν να καταβηθούν ή να αναδηθούν. Και εδώ φτάσαμε στο τέλος του σημερινού μαθήματος. Ελπίζω να θυμηθήκατε τα σχετικά με την πίεση, την υδροστατική, την ατμοσφαιρική, να προσπαθήσετε να βρείτε αφαρμογές του στην καθημερινή μας ζωή, να συνεχίσετε τον πειραματισμό, να φτιάξετε τα δικά σας υποβρύχια και να περάσετε ευχάριστα τον χρόνο σας. Καλή συνέχεια!