Sisältö
Joillakin yleisillä luonnontieteiden oppitunneilla ja peruskokeilla opettajat voivat opettaa keskiasteen oppilaille massa- ja tiheyskäsitteiden eroista. Kun opiskelijat ovat selviä siitä, kuinka massaa ja tiheyttä käytetään tiedemaailmassa, he voivat alkaa laajentaa ja syventää mekaniikan ja fysiikan ymmärtämistä.
Massan ominaisuudet
Ennen keskustelua massa- ja tiheyseroista opiskelijoiden on ensin ymmärrettävä kukin käsitteistä erikseen. Massa on esineen aineen määrän mittaus. Massa on muuttumaton hahmo esineen ympäristöstä riippumatta. Esimerkiksi kurpitsa, jonka paino on 5 kiloa, ylläpitää saman massan vedessä ollessaan. Eri ympäristöissä saadaan kurpitsa tuntemaan olonsa kevyemmäksi vedenalaisena, mutta sen paino on silti viisi kilogrammaa.
Tiheyden ominaisuudet
Tiheys määritetään massakaavan avulla, joka jaetaan tilavuudella. Aineen fysikaalisena ominaisuutena tiheys osoittaa esineen painon määrän kokoa varten. Vaikka kaksi objektia voivat olla samankokoisia, niiden tiheys voi olla hyvin erilainen. Esimerkiksi 3-punnan laukaus ja iso oranssi voivat olla samankokoisia, mutta hedelmät painavat vähemmän kuin laukaus, joten ne ovat vähemmän tiheitä.
Massanäyttelyt
Opettakaa lapsille käsite massasta luomalla luokkahuoneen demonstraatio tieteellisestä periaatteesta. Kerää kohteita, jotka ovat kooltaan huomattavasti erilaisia, ja näytä ne opiskelijoillesi. Pyydä lapsia kirjoittamaan muistiin, mitkä heidän mielestään ovat enemmän massaa. Näytä esimerkiksi rantapallo ja pieni paperipaino. Anna opiskelijan tulla eteen ja poimia jokainen esine. Vaikka rantapallo on isompi, se on huomattavasti kevyempi ja sillä on vähemmän painoa kuin paperin painolla.
Tiheyden esittelyt
Näytä lapsille fyysinen tiheyden esiintyminen luokassa esitetyn demonstraation avulla. Tarvittavia materiaaleja ovat kaksi jääkuutialustaa, hiekka, vesi ja iso lasikulho. Jäädyttää vesi jääpala-alustalla. Täytä toinen jääkuutialusta hiekalla simuloidaksesi hiekkamääriä, jotka ovat samankokoisia kuin jääkuutiot. Täytä iso lasikulho vedellä. Pyydä kahta opiskelijaa ilmoittautumaan vapaaehtoiseksi luokkahuoneesi eteen. Pyydä vapaaehtoisia varmistamaan muille opiskelijoille, että jääkuutiot ja hiekkakuutiot ovat samankokoisia. Pyydä heitä kaatamaan molemmat esineet lasikulhoon samanaikaisesti. Jääkuutio kelluu ja hiekka hajoaa ja uppoaa, koska se on tiheämpää kuin jääkuutiot.