Wielu nauczycieli przedmiotów ścisłych przeprowadza demonstrację, w której zanurzają zamknięte puszki coli i dietetycznej coli w zbiorniku z wodą. Puszka coli natychmiast tonie, a puszka dietetycznej coli unosi się. Niektórzy instruktorzy zaadaptowali tę demonstrację jako eksperyment, aby nauczyć uczniów zasad gęstości i pływalności. Eksperymenty umożliwiają uczniom przeprowadzenie pomiarów, aby mogli opracować naukowe wyjaśnienie obserwowanego zachowania.
Gęstość
Gęstość reprezentuje związek między masą substancji a ilością zajmowanej przestrzeni, tj. Jej objętością. Naukowcy zwykle wyrażają gęstość w jednostkach metrycznych gramów na mililitr lub g / ml. Czysta woda wykazuje gęstość 1, 00 g / ml. Większość innych cieczy wykazuje gęstość między 0, 8 a 1, 3 g / ml.
Skład koksu
Coca Cola składa się głównie z wody. Ale zawiera również 39 g cukrów, głównie w postaci wysokofruktozowego syropu kukurydzianego lub HFCS. HFCS stosowany przez Coca-Cola i większość innych producentów napojów bezalkoholowych wykazuje względną słodkość na poziomie 160 w porównaniu do wyjściowej słodkości na poziomie 100 wykazywanej przez sacharozę lub cukier stołowy. Ta względna skala odzwierciedla postrzeganą słodkość, co oznacza, że HFCS dosłownie smakuje 1, 6 razy słodszy niż równa ilość sacharozy. W rezultacie napój słodzony HFCS wymaga mniej środka słodzącego do osiągnięcia pożądanego poziomu słodkości niż napój słodzony sacharozą.
Skład dietetycznej koksu
Diet Coke zawiera sztuczny słodzik: aspartam. Aspartam wykazuje odczuwalną słodycz 180 razy większą niż cukier. Lub, dla bardziej bezpośredniego porównania, aspartam wykazuje słodkość 113 razy większą niż syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy. W rezultacie Diet Coke wymaga tylko 0, 35 g aspartamu, aby osiągnąć ten sam poziom słodyczy, co 39 g HFCS w coli.
Pławność
To, czy przedmiot tonie, czy unosi się, zależy od jego pływalności. Obiekt umieszczony w wodzie wywiera siłę skierowaną w dół na wodę. Woda jednak odpycha się. Zasada Archimedesa stwierdza, że siła wyporu wywierana przez wodę lub inny płyn na przedmiot jest równa ciężarowi wody przemieszczonej przez obiekt. Jeśli ciężar wypartej wody przekroczy ciężar obiektu, obiekt unosi się. W przeciwnym razie tonie. To częściowo wyjaśnia, dlaczego pływają metalowe statki. Wyjaśnia również, dlaczego puszka dietetycznej coli tonie. Ponieważ dwie puszki mają identyczne kształty i rozmiary, wypierają równe ilości wody po zanurzeniu. Ale fakt, że puszka coli tonie, oznacza, że musi ważyć więcej niż wypiera wodę, podczas gdy puszka dietetycznej coli waży mniej.
Wyjaśnienie matematyczne
Zarówno cola dietetyczna, jak i puszki coli zawierają 12 płynnych uncji lub 355 mililitrów płynu. Oba napoje składają się głównie z wody. Podstawowa różnica polega na słodziku. Koks zawiera około 325 ml wody o gęstości 1, 0 g / ml i 39 g cukru. Dlatego zawartość puszki waży 325 g + 39 g = 364 g. Puszka dietetycznej coli zawiera jednak tylko 0, 3 g aspartamu. Dlatego składa się prawie w całości z wody, dlatego zawartość puszki waży około 355 g. Ta różnica w wadze sprawia, że puszka dietetycznej koksu jest wystarczająco pływająca, aby unosić się na powierzchni. Pod względem gęstości gęstość dietetycznej koksu wynosi około 1, 00 g / ml, tyle samo co woda. Koks wykazuje jednak gęstość 1, 03 g / ml.
