Birçok fen bilgisi öğretmeni mühürlü Kola ve Diyet Kola kutularını bir su tankına daldırdıkları bir gösteri yaparlar. Kola konservesi hemen batarken, Diet Kola konservesi yüzer. Bazı eğitmenler bu gösteriyi öğrencilere yoğunluk ve yüzdürme ilkelerini öğretmek için bir deney olarak uyarladılar. Deneyler, öğrencilerin gözlemlenen davranış için bilimsel bir açıklama yapabilmeleri için ölçüm yapmalarını sağlar.
Yoğunluk
Yoğunluk, bir maddenin kütlesi ile kapladığı alan miktarı, yani hacmi arasındaki ilişkiyi temsil eder. Bilim adamları normal olarak yoğunluğu mililitre başına gram metrik birim veya g / mL olarak ifade eder. Saf su, 1.00 g / mL'lik bir yoğunluk sergiler. Diğer sıvıların çoğu 0.8 ila 1.3 g / mL arasında yoğunluk gösterir.
Kok bileşimi
Coca Cola çoğunlukla sudan oluşur. Ancak aynı zamanda öncelikle yüksek fruktozlu mısır şurubu veya HFCS şeklinde 39 g şeker içerir. Coca-Cola ve diğer birçok meşrubat üreticisi tarafından kullanılan HFCS, sakaroz veya sofra şekeri tarafından sergilenen 100 temel tatlılığına kıyasla 160 nispi tatlılık gösterir. Bu nispi ölçek algılanan tatlılığı yansıtır, bu da HFCS'nin eşit miktarda sükrozdan 1, 6 kat daha tatlı olduğu anlamına gelir. Sonuç olarak, HFCS ile tatlandırılmış bir içecek, istenen tatlılık seviyesine ulaşmak için sakarozla tatlandırılmış bir içecekten daha az tatlandırıcı gerektirir.
Diyet kola bileşimi
Diyet Kola yapay bir tatlandırıcı içerir: aspartam. Aspartam, şekerin 180 katında algılanan bir tatlılık sergiler. Ya da, daha doğrudan bir karşılaştırma için, aspartam yüksek fruktozlu mısır şurubundan 113 kat daha büyük bir tatlılık sergiler. Sonuç olarak, Diyet Kola, Kola'daki 39 g HFCS ile aynı tatlılık seviyesine ulaşmak için sadece 0.35 gram aspartam gerektirir.
canlılık
Bir nesnenin batması veya yüzmesi yüzdürme gücüne bağlıdır. Suya yerleştirilen bir nesne, su üzerinde aşağı doğru bir kuvvet uygular. Ancak su geri iter. Arşimet prensibi, su veya başka bir sıvı tarafından bir cisim üzerine uygulanan kaldırma kuvvetinin cisim tarafından yer değiştiren suyun ağırlığına eşit olduğunu belirtir. Yer değiştiren suyun ağırlığı nesnenin ağırlığını aşarsa, nesne yüzer. Aksi takdirde, batar. Bu kısmen metal gemilerin neden yüzdüğünü açıklıyor. Ayrıca Diet Coke kutusunun neden battığını açıklar. İki teneke aynı şekil ve ebatta olduklarından, suya daldıklarında eşit miktarda su yer değiştirirler. Ancak Kola kutusunun batması, yediği su miktarından daha fazla ağırlığa sahip olması gerektiği anlamına gelirken, Diyet Kola kutusunun ağırlığı daha azdır.
Matematiksel Açıklama
Hem Diet Coke hem de Coke kutularında 12 sıvı oz veya 355 mililitre sıvı bulunur. Her iki içecek de öncelikle sudan oluşur. Birincil fark tatlandırıcıda yatmaktadır. Kok, yoğunluğu 1.0 g / mL ve 39 g şeker olan yaklaşık 325 mL su içerir. Bu nedenle kutunun içeriği 325 g + 39 g = 364 g ağırlığındadır. Bununla birlikte, Diyet Kola konservesi sadece 0.3 g aspartam içerir. Dolayısıyla neredeyse tamamen sudan oluşur ve bu nedenle kutunun içeriği yaklaşık 355 g ağırlığındadır. Ağırlıktaki bu fark, Diet Coke'un kutularını yüzmek için yeterince yüzer hale getirir. Yoğunluk açısından, Diyet Kola'nın yoğunluğu yaklaşık olarak 1, 00 g / mL'dir, su ile aynıdır. Ancak Kok, 1.03 g / mL'lik bir yoğunluk sergiler.
