Причина виникнення сили Архімеда - різниця тисків середовища на різній глибині. Тому сила Архімеда виникає тільки в при наявності сили тяжіння. На Місяці вона буде вшестеро, а на Марсі - в 2,5 рази менше, ніж на Землі.

В невагомості сили Архімеда немає. Якщо уявити собі, що сила тяжіння на Землі раптом пропала, то всі кораблі в морях, океанах і річках від найменшого поштовху підуть на будь-яку глибину. А ось піднятися вгору їм не дасть яке залежить від сили тяжіння поверхневий натяг води, так що злетіти вони не зможуть, все потонуть.

Як проявляється сила Архімеда

Величина сили Архімеда залежить від обсягу зануреного тіла і щільності середовища, в якій воно знаходиться. Його точна в сучасному поданні: на занурене в рідку або газове середовище тіло в полі сили тяжіння діє виштовхуюча сила, в точності рівна вазі витісненої тілом середовища, тобто F \u003d ρgV, де F - сила Архімеда; ρ - щільність середовища; g - прискорення вільного падіння; V - об'єм витісненої тілом або зануреною його частиною рідини (газу).

Якщо в прісній воді на кожен літр обсягу зануреного тіла діє виштовхуюча сила в 1 кг (9,81 н), то в морській воді, щільність якої 1,025 кг * куб. дм, на той же літр об'єму буде діяти сила Архімеда в 1 кг 25 г. Для людини середньої комплекції різниця сили підтримки морською і прісною водою складе майже 1,9 кг. Тому плавати в морі легше: уявіть собі, що вам потрібно переплисти хоча б ставок без течії з двокілограмовий гантелі за поясом.

Від форми зануреного тіла архимедова сила не залежить. Візьміть залізний циліндр, виміряйте силу його з води. Потім розкачайте цей циліндр в лист, занурте в воду плазом і ребром. У всіх трьох випадках сила Архімеда виявиться однаковою.

На перший погляд дивно, але, якщо занурювати лист плазом, то зменшення різниці тисків для тонкого листа компенсується збільшенням його площі, перпендикулярної поверхні води. А при зануренні ребром - навпаки, мала площа ребра компенсується більшою висотою аркуша.

Якщо вода дуже сильно насичена солями, від чого її щільність стала більша за густину людського тіла, то в ній не потоне і людина, яка не вміє плавати. У Мертвому морі в Ізраїлі, наприклад, туристи можуть годинами лежати на воді, не рухаючись. Правда, ходити по ньому все одно не можна - площа опори виходить малої, людина провалюється в воду по горло, поки вага зануреної частини тіла не зрівняється з вагою витісненої ним води. Однак при наявності певної частки фантазії скласти легенду про ходінні по воді можна. А ось в гасі, щільність якого всього 0,815 кг * куб. дм, не зможе втриматися на поверхні і дуже досвідчений плавець.

Архимедова сила в динаміці

Те, що суду плавають завдяки силі Архімеда, відомо всім. Але рибалки знають, що архимедову силу можна використовувати і в динаміці. Якщо на попалася велика і сильна рибина (таймень, наприклад), то повільно підтягувати її до Сачку (виводити) немає: обірве жилку і піде. Потрібно спочатку смикнути злегка, коли вона йде. Відчувши при цьому гачок, риба, прагнучи звільнитися від нього, метнеться в сторону рибалки. Тоді потрібно смикнути дуже сильно і різко, щоб волосінь не встигла порватися.

У воді тіло риби майже нічого не важить, але його маса з інерцією зберігаються. При такому способі лову архимедова сила як би наддаст рибі в хвіст, і здобич сама плюхнеться до ніг рибалки або до нього в човен.

Архимедова сила в повітрі

Архимедова сила діє не тільки в рідинах, але і в газах. Завдяки їй літають повітряні кулі і дирижаблі (цепеліни). 1 куб. м повітря при нормальних умовах (20 градусів Цельсія на рівні моря) важить 1,29 кг, а 1 кг гелію - 0,21 кг. Тобто 1 кубометр наповненою оболонки здатний підняти вантаж в 1,08 кг. Якщо оболонка діаметром в 10 м, то її обсяг буде 523 куб. м. Виконавши її з легкого синтетичного матеріалу, отримаємо підйомну силу близько півтонни. Архимедову силу в повітрі аеронавти називають Сплавний силою.

Якщо з аеростата відкачати повітря, не давши йому зморщитися, то кожен його кубометр потягне вгору вже все 1,29 кг. Надбавка більше 20% до підйомної силі технічно досить спокуслива, та гелій доріг, а водень вибухонебезпечний. Тому проекти вакуумних дирижаблів час від часу з'являються на світ. Але матеріалів, здатних при цьому витримати велике (близько 1 кг на кв. См) атмосферний тиск зовні на оболонку, сучасна технологія створити поки не здатна.

Архімед є одним з найвідоміших і великих учених, що започаткували сучасній науці. Далеко не всі його відкриття відомі широким масам. Зазвичай все пам'ятають лише те, що викладали в школі, хоча інші його експерименти не менш цікаві і корисні суспільству.

корона государя

Існує дуже відома легенда про корону государя Гиерона, деякі історики називають її жертовним вінцем. Достовірно відомо, що керівник держави попросив Архімеда обчислити, чи не виявився його майстер-ювелір обманщиком, витратив він все золото на корону або щось поцупив собі. На ті часи це була дуже складна задача і великого вченого знадобилося велика кількість часу і удача, щоб розгадати цю загадку. Одного разу він приймав ванну. Коли він опускався в неї, він не помітив, що вона занадто повна і якась кількість води вилилося з ванни, після чого Архімед «Еврика!». Це слово в перекладі з грецької мови означає «знайшов». Грецький філософ і правда знайшов рішення, адже сьогодні кожна дитина знає, що при будь-якого елементу в посудину, заповнений водою, обсяг витісненої води буде дорівнює обсягу зануреного елемента.

Завдяки цій гіпотезі Архімед допоміг грецькому королю виявити брехуна ювеліра і дізнатися правду. Так як ювеліра дали цілий золота, то його помістили в повну посудину з водою, а після провели такий же експеримент і виявилося, що води вилилося різну кількість. Завдяки цьому відкриттю в результаті виникне ціла наука -. Це ж відкриття Архімеда пояснює, чому куля з більш легким газом, ніж повітря, може підніматися вгору, чому сталева куля тоне, а дерево немає.

Інші експерименти Архімеда

Достовірно відомо, що Архімед придумав гвинтовий насос, який дуже довгий час служив на рудниках і в різних пристроях для відкачування води. Цей насос називається кохля. Принцип дії полягає в тому, що в порожнисту трубку поміщають гвинт з великими лопатями, трубка обов'язково повинна знаходиться під нахилом. Після чого за допомогою робочої сили гвинт розкручується, і вода по лопатей потрапляє зі свердловини нагору.

Як не дивно, перший, найпримітивніший важіль класифікував і виділив теж Архімед. Всім відома його знаменита фраза: «Дайте мені точку опори і я зрушу світ». Важелі, створені великим вченим, були найбільш продуктивними на той час. Велика кількість його досліджень і досягнень дійшли до нас від інших філософів. Як і багато інших вчені того часу, він нечасто записував свої думки або ж його тексти загубилися в часі.

Говорити про те, що у нього були і інші ідеї, дозволяють військові розробки, які, як відомо з історії, дозволяли чинити опір дуже довго, перш ніж римлянам все ж вдалося взяти Сіракузи.

Відео по темі

На тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхуюча сила, рівна вазі витісненої цим тілом рідини або газу.

У інтегральної формі

архимедова сила спрямована завжди протилежно силі тяжіння, тому вага тіла в рідині або газі завжди менше ваги цього тіла в вакуумі.

Якщо тіло плаває на поверхні або рівномірно рухається вгору або вниз, то виштовхує сила (звана також архимедовой силою) Дорівнює по модулю (і протилежна за напрямком) силі тяжіння, що діяла на витіснений тілом об'єм рідини (газу), і прикладена до центру тяжіння цього обсягу.

Що стосується тіл, які знаходяться в газі, наприклад в повітрі, то для знаходження підйомної сили (Сили Архімеда) потрібно замінити щільність рідини на щільність газу. Наприклад, кулька з гелієм летить вгору через те, що щільність гелію менше, ніж щільність повітря.

У відсутності гравітаційного поля (Сила тяжіння), тобто в стані невагомості, закон Архімеда не працює. Космонавти з цим явищем знайомі досить добре. Зокрема, в невагомості відсутнє явище конвекції (природне переміщення повітря в просторі), тому, наприклад, повітряне охолодження і вентиляція житлових відсіків космічних апаратів виробляються примусово, вентиляторами

У формулі ми використовували:

сила Архімеда

щільність рідини

В. М. Крайової,
, Погарська ЗОШ № 1, м Погар, Брянська обл.

Виштовхуюча сила. закон Архімеда

освітня мета уроку:переконатися в існуванні сили, що виштовхує, усвідомити причини її виникнення і вивести правила для її обчислення.

Виховна мета: познайомити учнів з взаимосвязанностью і обумовленістю явищ навколишнього світу (величина сили Архімеда обумовлена \u200b\u200bобсягом зануреного в неї тіла і щільністю витісненої рідини); сприяти формуванню світоглядної ідеї пізнаваності явищ і властивостей навколишнього світу; формувати культуру розумової праці; створювати для кожного учня ситуацію успіху.

Розвиваюча мета: формувати вміння аналізувати властивості і явища на основі знань, виділяти головну причину, Яка впливає на результат (т. Е. «Пильність» в пошуках); формувати комунікативні вміння, на етапі висування гіпотез розвивати усне мовлення, Перевірити рівень самостійності мислення школяра щодо застосування знань у різних ситуаціях.

Хід уроку

I. Вступ (3 хв)

Учитель. Тема нашого уроку «Виштовхуюча сила. Закон Архімеда ». Архімед ... Хто ж ця людина, який залишив яскравий слід в науці? ( На екрані портрет Архімеда. На тлі музичного супроводу вчитель розповідає про нього.) Архімед - видатний учений Стародавній Греції, Народився в 287 році до н. е. в портовому і суднобудівному місті Сіракузи на острові Сицилія. Архімед здобув блискучу освіту у свого батька, астронома і математика Фідія, родича Сіракузького тирана Гієрона II (протегував Архімеда). В юності провів кілька років у найбільшому культурному центрі - Олександрії, - де у нього склалися дружні стосунки з астрономом Кононом і географом-математиком Ератосфеном. Це послужило поштовхом до розвитку його видатних здібностей. В Сицилію повернувся вже зрілим вченим. Він прославився численними науковими працями, Головним чином в області фізики і геометрії. Останніми роками життя Архімед провів в Сіракузах. Йшла 2-я Пунічна війна. Місто взяло в облогу римське військо, що володіло чудовим флотом. І вчений, не шкодуючи сил, організував інженерну оборону. Він побудував безліч дивовижних бойових машин, які топили ворожі кораблі, які розносили їх в тріски, наводили забобонний страх на солдатів. За легендою, Архімед за допомогою своєї системи дзеркал підпалив кораблі римлян. Однак занадто маленьким було військо захисників міста. І в 212 р. До н.е. е. Сіракузи були взяті. Геній Архімеда викликав захоплення у римлян, і римський полководець Марцелл наказав зберегти йому життя. Але солдат, який не знав вченого в обличчя, увірвавшись в будинок, побачив старого (Архімеда було близько 75 років), який схилився над ящиком з піском, на якому він виконував креслення. «Не наступи на мої кола!» - вигукнув Архімед. У відповідь воїн змахнув мечем, і великий учений впав, заливаючи креслення кров'ю.

Після Архімеда залишилося багато праць. Одним з найважливіших відкриттів став закон, згодом названий законом Архімеда. Існує переказ, що ідея відвідала Архімеда, коли він приймав ванну. З вигуком «Еврика!» він вискочив на вулицю і нагим побіг до царя, щоб повідомити того про рішення задачі. Сьогодні нам належить познайомитися з цим завданням, переконатися в існуванні сили, що виштовхує, з'ясувати причини її виникнення і вивести правила для її обчислення.

II. Пояснення нового матеріалу (16 хв)

Учитель. Згадаймо літо. Ви відпочиваєте на морі, озері або річці Судость, входите в воду. Вивчайте плавати своїх друзів. ( На екрані фотоілюстрації.) Чи легко підтримувати на воді тіло свого друга?

Учні. Легко.

Учитель. А чи зможете ви його також легко втримати не в воді, а в повітрі?

Учні. Ні.

Учитель. Багато з вас, купаючись, намагалися опустити м'яч в воду. Ну і як? Виходило?

Учні. Ні.

Учитель. У чому ж справа? Звернемося до досвіду.

Досвід 1. Учитель намагається занурити в акваріум плаваючий м'яч.

Учитель. Я занурюю м'яч глибше в воду, відпускаю, і м'яч ... що робить?

Учні. Спливає.

Учитель. Чому м'яч сплив на поверхню води? Що діє на м'яч?

Учні. Сила.

Учитель. Абсолютно вірно, сила, вона і виштовхнула м'яч з води. Ця ж сила виштовхує з води і тіло вашого друга при навчанні плаванню, тому, як ми її будемо називати?

Учні. Виштовхує силою.

Учитель. Вперше виштовхуючу силу розрахував давньогрецький вчений Архімед. Тому її називають архимедовой силою. Хлопці, а чи завжди рідина діє на занурене в неї тіло? Адже металевий циліндр тоне!

Досвід 2. Учитель занурює в воду підвішену на нитці металевий циліндр. Він тоне.

Учитель. Помітно чи виштовхує дію води в цьому випадку? Щоб знайти відповідь, давайте проведемо досвід, як описано в завданні 1 в ваших робочих зошитах (див. Додаток 1. - Ред.).

фронтальна лабораторна робота. На кожному столі динамометр, циліндр і стакан з водою. На екран послідовно виводяться слайди з описом її етапів, учні виконують роботу і роблять записи в робочих зошитах.

Підвісьте циліндр до динамометру, знайдіть його вага в повітрі, запишіть отриманий результат Занурте циліндр в рідину, знайдіть його вага в рідини. Запишіть отриманий результат Порівняйте вагу циліндра в воді з вагою циліндра в повітрі і зробіть висновок: чи діє на циліндр, занурений в рідину, що виштовхує сила? Так як вага циліндра в рідини менше, ніж вага циліндра в повітрі, то на нього діє виштовхуюча сила. Куди вона спрямована? А тепер подумайте, як знайти величину цієї сили? що потрібно для цього зробити?

Учні. З ваги циліндра в повітрі треба відняти вагу циліндра в воді.

Учитель. Абсолютно вірно! І ми розглянули один із способів знаходження виштовхує сили. Запишіть, будь ласка: «Щоб знайти силу Архімеда, треба з ваги тіла в повітрі відняти вагу тіла в рідині»<...> Підставте у формулу виміряні вами значення ваги циліндра в повітрі і в воді і обчисліть архимедову силу.

Таким чином, ми переконалися, що на всі тіла, занурені в рідину, діє виштовхуюча сила: і на ті, які тонуть, і на ті, які плавають ( на екрані демонструються фотоілюстрації). А якщо тіло занурене в газ, чи буде в цьому випадку на нього діяти сила Архімеда? Виявляється, буде! І це підтверджується польотами повітряних куль і аеростатів ( на екрані фотоілюстрації). Як кажуть аеронавти, їх піднімає і тримає в повітрі дар природи - сила Архімеда. Звернемося до досвіду.

Досвід 3.Скляну кулю, врівноважений на вагах, поміщений всередину відкритого судини з крейдою на дні. Учитель заливає в посудину кислоту. Відбувається бурхлива реакція, посудину поступово заповнюється вуглекислим газом. Учитель вносить в посудину запалений сірник - в вуглекислому газі сірник гасне.

Учитель. Уважно стежимо за рівновагою. Що відбувається?

Учні. рівновага порушується.

Учитель. Значить, на тіло в газі діє що?

Учні. Виштовхуюча сила.

Учитель. Спрямована куди?

Учні. Вертикально вгору.

Учитель. Виштовхуюча сила може виникати і в сипучих речовинах, таких як пісок, рис, горох, оскільки вони приймають форму того судини, в який поміщені, т. Е. Виявляють властивості рідин.

Досвід 4. Учитель кладе в посудину пінопласт і засинає горохом. Струшує.

Учитель. Під дією сили, що виштовхує пінопласт що робить?

Учні. Спливає.

Учитель. Висновок: на тіла, занурені в рідини, гази і навіть сипучі речовини, діє сила Архімеда, спрямована вертикально вгору ( на екрані фотоілюстрації). З'ясуємо, чому вона виникає.

На гумовий брусок, як і на будь-яке тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, в чому ми з вами ще раз переконуємося.

Досвід 5. Учитель підвішує гумовий брусок до пружини. Пружина розтягується. Учитель занурює брусок в воду. Пружина дещо скорочується.

Учитель. Ми знаємо, що рідина тисне на дно і стінки посудини, а значить, і на брусок, що знаходиться в рідині. Що ви можете сказати про тиск всередині рідини на одному і тому ж рівні?

Учні. На одному і тому ж рівні, згідно із законом Паскаля, тиск в усіх напрямках однаково.

Учитель. Правильно, тому і сили, з якими рідина діє на бічні поверхні бруска, рівні. Вони спрямовані назустріч один одному і стискають брусок. Давайте виміряємо тиск рідини на рівні верхньої і нижньої граней.

Досвід 6. Учитель опускає в посудину з водою брусок і за допомогою рідинного манометра вимірює тиск рідини на двох рівнях: верхній і нижній граней бруска.

Учитель. Порівняйте тиску рідини на верхню і нижню межі бруска. Яке більше?

Учні. Більше на нижню межу.

Учитель. Чому?

Учні. Тому що вона знаходиться на більшій глибині.

Учитель. Отже, і сила, з якою рідина діє на нижню межу, більше сили, з якою рідина діє на верхню межу. Куди спрямована рівнодіюча цих сил?

Учні. вгору, в сторону дії більшої сили.

Учитель. Рівнодіючу цих сил і називають виштовхує, або архимедовой силою. А як знайти силу Архімеда?

Учні. Треба з більшою сили тиску, з якою діє рідина на нижню межу, відняти меншу силу - на верхню межу бруска.

Учитель. Виведемо величину сили Архімеда. ( Під час розмови на екрані послідовно демонструються фрагменти опорного конспекту.) Підставляючи вирази для F н і F в, отримаємо<...>. Чому дорівнює різниця висот стовпів рідини h н - h в?

Учні. Висоті бруска.

Учитель. Вірно, позначимо її через h. А чому дорівнює добуток площі основи бруска на його висоту?

Учні. Обсягом бруска.

Учитель. Ми отримуємо ще один спосіб знаходження сили Архімеда - розрахунковий< ...>.

Що ми отримаємо, якщо помножимо щільність рідини на обсяг тіла?

Учні. Масу.

Учитель. Масу чого?

Учні. Масу рідини.

Учитель. Чому дорівнює добуток?

Учні. Це вага рідини в об'ємі тіла< ...>.

Учитель. Отже, сила Архімеда дорівнює вазі рідини в об'ємі зануреної частини тіла. Доведемо цю гіпотезу за допомогою досвіду.

Досвід 7. До пружини підвішені відерце і циліндр. Обсяг циліндра дорівнює внутрішньому об'єму відерця. Розтягування пружини відзначено покажчиком. Учитель цілком занурює циліндр в відливної посудину з водою. Вода виливається в стакан.

Учитель. Обсяг вилилася води дорівнює чому?

Учні. Обсягом зануреного в воду тіла.

Учитель. Покажчик пружини відзначає зменшення ваги циліндра в воді, викликане дією чого?

Учні. Виштовхує сили.

Учитель. Виливаємо в відерце воду зі склянки і бачимо, що покажчик пружини повертається до початкового стану. Отже, під дією сили Архімеда пружина скоротилася, а під дією ваги витісненої води повернулася в початкове положення. Що можна сказати про ці сили?

Учні. Архимедова сила дорівнює вазі рідини, витісненої тілом.

Учитель. Ми розглянули третій спосіб знаходження сили Архімеда. Щоб знайти силу Архімеда, що діє на тіло, потрібно визначити вагу рідини, яку це тіло витісняє.

А тепер сформулюйте самостійно закон Архімеда, заповнивши пропуски в завданні 2 в робочому зошиті. ( Хлопці роблять записи і звіряють їх зі слайдом.)

III. Вирішення задач (14 хв)

(На екрані демонструються малюнки до завдань 3-5 в робочих зошитах, учні записують рішення. У міру виконання завдань вчитель обговорює фронтально результати, демонструючи слайди з вірними рішеннями.)

учитель (по виконанні завдання 3, а). Підніміть свої робочі зошити і покажіть, як ви це зробили. Звіримо правильний результат з показаним на екрані.

(Після виконання завдання 3, б). На яку кулю діє найменша виштовхує сила? Чому?

(Після виконання завдання 4). А тепер давайте уважно подивимося на цей малюнок і з'ясуємо, від чого ж сила Архімеда не залежить.

Учні. Архимедова сила не залежить від форми тіла, глибини його занурення, щільності тіла і його маси.

учитель (по виконанні завдання 5). У воду пірнули першокласник і одинадцятикласник. На кого діє велика виштовхуюча сила? Чому? ( Демонструє слайд з відеозадачей, яку заздалегідь склали, намалювали і озвучили учні.)

На території Палестини і Ізраїлю є дивне, на перший погляд, море. Про нього склалися похмурі легенди. В одній з них йдеться: «І вода, і земля тут богом прокляті». Якась таємнича невідома сила виштовхує на поверхню потрапили в нього предмети. Однак, незважаючи на оповіді, плавати в цьому морі дуже навіть весело і захоплююче.

Ось як описує купання в водах Мертвого моря Марк Твен: «Це було веселе купання, ми не могли потонути. Тут можна витягнутися на воді на всю довжину, лежачи на спині і склавши руки на грудях, причому більша частина тіла буде залишатися над водою. При цьому можна зовсім підняти голову ... Ви можете лежати дуже зручно на спині, піднявши коліна до підборіддя і охопивши їх руками, але незабаром перекинетеся, так як голова переважує. Ви можете встати на голову - і від середини грудей до кінця ніг будете залишатися поза водою; але ви не зможете довго зберігати такий стан. Ви не можете плисти на спині, просуваючись скільки-небудь помітно, так як ноги ваші стирчать з води і вам доводиться відштовхуватися тільки п'ятами. Якщо ж ви пливете обличчям вниз, то порухатися не вперед, а назад. Кінь так нестійка, що не може ні плавати, ні стояти в Мертвому морі, вона негайно ж лягає набік ».

Учитель. У чому ж загадка Мертвого моря? Чому в ньому не можна потонути? ( Відповіді учнів.)

Ще раз повторимо, як можна знайти виштовхуючу силу. ( Учні проговорюють способи по малюнку в завданні 5. Виконують письмово завдання 6 і усно завдання 7.)

IV. Відпрацювання знань і умінь(4 хв)

Учитель. А зараз перевіримо, чи добре ви познайомилися з архимедовой силою. Для цього виконаємо завдання 8. Учениця ( називає прізвище добре встигає дівчата) Буде виконувати це завдання на комп'ютері, інші - в робочих зошитах. ( Після виконання завдання пропонує учням порахувати, скільки разів буква «А» зустрічається у відповідях і підняти вгору стільки пальців. Цей методичний прийом дозволяє оперативно проконтролювати знання.)

V. Перевірка знань і умінь (7 хв)

Учитель. Для перевірки отриманих знань проведемо бліцтурнір. Клас розбивається на команди по чотири людини. На екрані демонструватимуться відеозадачі, озвучені раніше вашими товаришами. Першою відповідає команда, яка раніше підніме руку. За кожну правильну відповідь ви отримаєте «зірочку розумника».

Відеозадача 1. Мій друг, повернувшись з подорожі, показав незвичайні фотографії. В якому місці він міг зробити ці фотознімки? Поясніть зафіксовані чудеса.

Відеозадача 2. Чому довгі і дуже гнучкі стебла підводних рослин зберігають у воді вертикальне положення?

Відеозадача 3. Кіт, хоча і живе в воді, але дихає легкими. За рахунок зміни їх обсягу він легко може змінювати глибину занурення. Однак, маючи легкі, кит не проживе і години, якщо виявиться на суші. У чому ж справа?

Відеозадача 4. Риби можуть легко регулювати глибину занурення, змінюючи обсяг свого тіла завдяки плавального міхура. Що відбувається з виштовхує силою, що діє на рибу, при зменшенні обсягу плавального міхура?

Відеозадача 5. Чому водолази з важкими кисневими балонами в воді почувають себе невагомими?

VI. Підбиття підсумків (1 хв)

Учитель. Давайте з'ясуємо, яка команда отримала більшу кількість зірочок. Всі її члени отримують за бліцтурнір оцінку «п'ять». Отже, ми розібралися, чому одні тіла плавають на поверхні рідини, а інші тонуть, чому можливо плавання суден, підводних човнів, повітряних куль і аеростатів. І в житті вам належить ще не один раз зустрітися з силою Архімеда.

Запишіть домашнє завдання: Прочитайте § 48, 49 підручника; вивчіть опорний конспект (в робочому зошиті); виконайте завдання 9 (всі) і завдання 10 (бажаючі) з робочого зошита; підготуйтеся до лабораторної роботи № 7.

Додаток 1. Фрагмент робочого зошита 3-го рівня складності

Завдання 1. Чи діє на металевий циліндр, занурений у воду, архимедова сила?

Завдання 2. Заповніть пропуски.

Закон Архімеда. На тіло, ______ в рідину або газ ____________ вертикально _________________ сила, рівна ____________ рідини або газу в _________ тіла (або його зануреної частини).

Завдання 3. У посудину з водою поміщені три кулі.

а) Зафарбуйте олівцем ті кулі або частини куль, на які з боку рідини діє виштовхуюча сила.

б) На яку кулю діє найменша виштовхує сила? Чому?

Завдання 4.Однакові або різні виштовхують сили діють на алюмінієвий кубик і мідна кулька, занурені в рідину, якщо їх обсяги рівні?

ВИСНОВОК. Сила Архімеда не залежить від:

Завдання 5.На який із двох однакових куль діє більша архимедова сила, якщо перший поміщений в воду, а другий в гас?

Завдання 6. У квітні 1912 р вирушило в перше й останнє плавання найбільше пасажирське судно «Титанік» водотоннажністю 46 300 т (маса води, що витісняється судном). Знайдіть величину сили, що виштовхує, що діє на нього.

Завдання 7. Швидко і (бажано) усно вирішите завдання.

Завдання 8. Чи добре ти знаєш силу Архімеда? ( Наводимо один варіант.)

		Варіанти відповідей
	На яке тіло діє більша архимедова сила?	А) На перше; Б) на друге; В) на обидва тіла однакова
	На яке тіло діє менша виштовхує сила?	А) На перше; Б) на друге; В) на третє
	На яке тіло діє більша виштовхує сила?	А) На перше; Б) на друге; В) на третє
	До коромисла терезів підвішені два алюмінієвих циліндра однакового обсягу. Чи порушиться рівновага терезів, якщо один циліндр помістити в воду, а інший - в спирт?	А) Переважить циліндр в спирті; Б) переважить циліндр в воді; В) не порушується
	Визначте виштовхуючу силу, діючу на занурене у воду тіло об'ємом 0,001 м3

Завдання 9. Порівняйте виштовхують сили, що діють на тіла 1 і 2 .

Однакові залізні кульки m 1 = m 2
F A1 _____ F A2

Завдання 10. Знайдіть виштовхуючу силу в таких ситуаціях.

література

Пёришкін А.В. Фізика. 8 клас. М .: Дрофа, 1999..
Чижевський Е.А., Іноземцева С.В., Кантор Р.В. Репетитор з фізики Кирила і Мефодія. [Електронний ресурс] 1 електромагнітного опт. диск. Тисячі дев'ятсот дев'яносто дев'ять.

Додаток 2. Самоаналіз уроку

Самоаналіз уроку є одним з інструментів вдосконалення вчителя, формування і розвитку його професійних якостей, Поліпшення техніки викладання. В ході самоаналізу викладач отримує можливість поглянути на свій урок як би з боку, усвідомити його як явище в цілому, цілеспрямовано осмислити сукупність власних теоретичних знань, способів, прийомів роботи. Це - рефлексія, що дозволяє оцінити свої сильні і слабкі сторони, виявити резерви, уточнити окремі моменти індивідуального стилю діяльності.

У своєму самоаналізі я буду розглядати урок в основному з позиції традиційної парадигми, але, крім того, припускаю підняти питання, що стосуються традиційно-розвиваючої та особистісно-орієнтованої парадигм.

розділ«Тиск твердих тіл рідин і газів».

Тема «Виштовхуюча сила. Закон Архімеда ».

Місце уроку в темі: урок № 15. Згідно з методикою, урок спирається на теми «Закон Паскаля», «Тиск рідини на дно і стінки посудини», «Складання двох сил, спрямованих по одній прямій», «Густина речовини», «Розрахунок маси тіла на його щільності» , «Три стану речовини». Тема уроку сама є базовою при вивченні тем «Плавання тіл», «Плавання суден», «Повітроплавання», а також застосовується при вирішенні окремих олімпіадних завдань і завдань по динаміці в 9-му класі.

Урок проходив в 7-Д класі. За словами викладачів, це клас із середнім рівнем інтелектуального розвитку учнів. Виходячи з цих особливостей, я і побудував урок.

Форма уроку:урок вивчення нового матеріалу і первинного його закріплення.

Обрана структура уроку дозволяє розвивати пізнавальну активність школярів і привчає до думки, що вони при бажанні можуть керувати своєю успішністю.

триєдина мета (Див. Сценарій): повідомлена учням після мобілізуючого розповіді про Архімеда.

устаткування: комп'ютер з проектором, презентація, мультимедійний репетитор з фізики Кирила і Мефодія, трирівневі робочі зошити, оціночні «зірочки розумника», склянки з водою, динамометри, металеві циліндри, акваріум з водою, гумовий м'яч, скляну кулю для зважування повітря, посудина для отримання вуглекислого газу, мелений крейда, кислота, ваги з важками, три штатива, гумовий брусок, пружина, пінопласт, посудину з горохом, відерце Архімеда. Навчальне обладнання використовувалося доцільно, під час уроку на увазі був тільки ілюструється матеріал. Коли вся увага учнів повинно бути на вчителя, слайди вимикалися.

Міжпредметні зв'язки: фізики з історією, біологією, екологією, літературою, образотворчим мистецтвом, географією.

методи: пояснювально-ілюстративний, проблемного викладу, частково-пошуковий, словесний (розповідь і евристична бесіда), демонстрація дослідів, опорних конспектів, схем, завдань, відеофрагментів, експериментальний (фронтальна лабораторна робота, рішення якісних і кількісних задач), стимулювання інтересу до навчання, контроль і самоконтроль (усний, письмовий та лабораторний) і ін. Всі перераховані методи сприяли розвитку розумової самостійності, пізнавальної активності і відповідають технології вироблення умінь і навичок в процесі проблемного навчання.

Хронометраж по етапах уроку: Розповідь про Архімеда - 3 хв Пояснення нового матеріалу - 12 хв Фронтальна лабораторна робота - 4 хв Первинне закріплення знань і рішення якісних задач - 10 хв Рішення кількісних завдань - 4 хв Виконання тестових завдань - 4 хв бліцтурнірі - 7 хв Підведення підсумків та завдання додому - 1 хв.

Форми роботи з учнями:фронтальна, групова (групи постійного складу), індивідуальна.

На уроці була використана самостійної роботи, організована взаимопроверка, а також звірка з вірною інформацією на проекційному екрані. Вважаю, що методичних порушень не було, зміст учнями було зрозуміле, час на підготовку обмежена, контроль був різноманітний.

Для зручності роботи і економії часу на уроці для учнів були підготовлені три типи робочих зошитів: зошити зеленого кольору містили завдання 1-го рівня складності, виконання яких оцінювалося на «3», зошити жовтого кольору - завдання 2-го рівня складності, на оцінку « 4 », червоного - 3-го рівня складності, на оцінку« 5 ». У зошитах були надруковані всі основні опорні схеми і опорні конспекти, щоб учням не потрібно було витрачати час на їх переписування. Окрім значної економії часу уроку, робочий зошит дозволяє істотно знизити стомлюваність учнів завдяки диференційованим (в тому числі і домашнім) завданням. У спеціальну таблицю виносяться оцінки за чотири види робіт на уроці, за якими вчитель виставляє підсумкову оцінку. Тестове завдання представлено в двох варіантах.

Для поточної перевірки знань було вибрано тестування. Це сучасна, зручна для вчителя технологія, що дозволяє максимально об'єктивно оцінити рівень досягнень учня і вимагає мінімум часу для перевірки. одна учениця виконувала це завдання на комп'ютері, інші - в робочих зошитах. Психологічно грамотні комп'ютерні коментарі надавали на ученицю сильне виховний вплив.

Домашнє завдання: дано в рамках уроку, з інструктажем до виконання.

Під час проведення бліцтурніру, я зробив поточний самоаналіз і змінив заплановану кінцівку уроку: замість повторення опорного конспекту дав з резерву три проблемні питання бліцтурніру і тим самим переніс центр «тяжкості» даного етапу уроку зі школи пам'яті на школу розвитку.

Також в якості резерву у мене було заплановано рішення експериментальної завдання, повторює досвід Архімеда за визначенням обсягу тіла складної форми, але на уроці резерв не був використаний.

Планування уроку: дозволило розвинути вміння аналізувати, порівнювати, виділяти головне, абстрагувати, конкретизувати, узагальнювати, вміння вести діалог, комунікативні вміння учнів, відбувалося навчання перцептивних дій. Учням давалося многосенсорное подання інформації у вигляді аудиального, візуального та кінестетичного способів навчання. за урок 7 разів змінювалися види діяльності. Такий підхід дозволив впливати на всіх учнів і дав можливість отримувати інформацію, вибравши свій вхідний канал.

час уроку використано раціонально, рівень перевірки знань раціональний, з точки зору психодинамических характеристик ритм уроку змінювався зі зміною виду діяльності. Темп визначався труднощами досліджуваного матеріалу: легкий матеріал давався в швидкому темпі, при переході до важкого сповільнювалася швидкість мови, матеріал багаторазово повторювався (наприклад, я багато разів звертав увагу на те, що сила Архімеда залежить тільки від щільності рідини і об'єму тіла або його зануреної частини) .

Ключова проблема утримання уваги була повністю вирішена за рахунок застосування інтерактивних технологій - зміни яскравих вражень від побаченого на проекційному екрані і чергування видів навчальної діяльності. При цьому увагу носило не споглядальний, як при перегляді відеофільмів, а мобілізуючий характер, т. К. Вимагало відповідної реакції учнів. Крім того, для утримання уваги застосовувалося розкриття перед учнями через рішення практичних завдань і завдань бліцтурніру життєвої значущості досліджуваного матеріалу. Яскравість, новизну і структурування наочному матеріалу надавало використання комп'ютера, різноманітних демонстрацій і робочого зошита.

При поясненні нового матеріалу і вирішенні завдань враховувався обсяг короткочасної пам'яті. Після перекладу нового матеріалу в довгострокову пам'ять з метою закріплення його слідів на наступних уроках я застосовую ефект ремінісценції.

Позитивні переживання хлопців стимулювалися похвалою і схвальним кивком. Психологічний мікроклімат підтримувався оптимістичним і мажорним настроєм вчителя.

Виховний потенціал реалізований. Спілкування було доброзичливим, демократичним, толерантним, домінувало позитивне морально-емоційний стан; обладнання та оснащення сприяло вихованню естетичної культури.

У підготовці відеозадач до уроку найактивнішу участь брали учні. Вони підбирали і озвучували відеофрагменти, самі зробили малюнок до задачі про Мертвому морі. При цьому успішно вирішувалася проблема розвитку пізнавального інтересу. Зв'язок навчання з життям, побутом є потужним засобом виховання інтересу до уроку. Методика застосування відеозадач сприяє формуванню світоглядної ідеї пізнаваності явищ і властивостей навколишнього світу, дозволяє зробити процес навчання більш інтерактивним, орієнтованим на практику, розвиває образне мислення, Підвищує пізнавальну активність, пробуджує інтерес до предмету і мотивацію до вивчення фізики. Все це відбувається на тлі вираженого емоційного сприйняття: учні починають самі цікавитися, впізнавати в повсякденному житті ті або інші фізичні явища, Намагаючись застосовувати отримані знання на практиці.

Вважаю, що кінцевий результат уроку досягнуто, т. К. Учні навчилися в різних ситуаціях знаходити силу Архімеда, щільність рідини і обсяг тіла. Вони спілкувалися, вели діалоги, в ході яких відбувалося розвиток мислення, проявляли інтерес до предмету, була велика кількість правильних відповідей.

Особливість уроку: 1) включений матеріал двох уроків (див. Вище); 2) урок у високому ступені інтерактивний, має практичну спрямованість, включає в себе багато самостійної роботи, Досліджуваний матеріал пов'язаний з життям; 3) для зниження втоми учнів застосовані дві валеологические технології - гра «бліцтурнірі» і персональний комп'ютер, - що забезпечило високий рівень пізнавальної активності учнів не за рахунок їх здоров'я.

Самооцінка уроку по Б.А. Татьянкіну (Проектування технології навчання фізики в 7 класі. Воронеж: ВорОІПКіПРО, 2001) наведено в табл. 1.

Таблиця 1. Самооцінка уроку по Б.А. Татьянкіну

Самооцінка уроку по Ю.А. Конаржевским (Аналіз уроку. М .: Центр «Педагогічний пошук», 2003) в трибальною системі приведена в табл. 2.

Таблиця 2

характеристика уроку
Мета уроку названа
Організовано дії учнів по прийняттю мети діяльності
відповідність змісту навчального матеріалу мети уроку забезпечено: а) Мотивацією діяльності, б) Співпрацею вчителя і учнів, в) Контролем і самоконтролем.
Відповідність методів навчання змісту навчального матеріалу
Відповідність форм організації пізнавальної діяльності забезпечили: а) Співробітництво між учнями, б) Включення кожного учня в діяльність по досягненню триєдиної дидактичної мети.
Форми організації пізнавальної діяльності відібрані відповідно до змісту навчального матеріалу і метою уроку, методами навчання
Рівень досягнення триєдиної мети уроку: а) Освітній аспект, б) Виховний аспект, в) Розвиває аспект.

Отже, ефективність уроку Е у \u003d 22/24 \u003d 92% (т. Е. Більше критерію 86%), немає жодної оцінки 0 балів, отже, урок можна вважати відмінним.

Ця легенда, можливо, не так далека від істини. Див. «Променеве зброю античності», № 4/2009. - Ред.

Питання не настільки простий. Наводимо витяг із замітки К.Ю. Богданова (див. №: «На жаль, наука досі не в змозі до кінця пояснити явища, що відбуваються в гранулярних сумішах при їх струшуванні. І основна причина тут криється в тому, що суха суміш за своїми властивостями не схожа ні на рідину, ні на тверде тіло. Тому багато законів, що спрощують аналіз поведінки рідин і твердих тіл, тут просто неприйнятні. Тільки недавно, з появою суперкомп'ютерів, стало можливим моделювати ковзання один по одному тисяч піщинок. Перші такі дослідження, проведені в 1987 р в технологічному інституті штату Нью-Джерсі (США), показали, що при струшуванні, як і слід було очікувати, між сусідніми гранулами утворюються проміжки. У ці проміжки скочуються під дією сили тяжіння сусідні гранули. Виявилося, що ймовірність утворення малого проміжку завжди вище, ніж великого. Тому більш дрібні гранули і скочуються вниз частіше. Таким чином, після інтенсивного струшування відбувається концентрація дрібних гранул внизу і відповідно великих гранул нагорі ». - Ред.

Текст роботи розміщений без зображень і формул.
Повна версія роботи доступна у вкладці "Файли роботи" в форматі PDF

Вступ

актуальність: Якщо уважно придивитися до навколишнього світу, то можна відкрити для себе безліч подій, що відбуваються навколо. З давніх-давен людину оточує вода. Коли ми плаваємо в ній, то наше тіло виштовхує на поверхню якісь сили. Я давно задаю собі питання: «Чому тіла плавають або тонуть? Вода виштовхує предмети? »

моя дослідницька робота спрямована на те, щоб поглибити отримані на уроці знання про архимедовой силі. Відповіді на питання, що цікавлять мене питання, використовуючи життєвий досвід, спостереження за навколишньою дійсністю, провести власні експерименти і пояснити їх результати, які дозволять розширити знання по даній темі. Всі науки пов'язані між собою. А загальний об'єкт вивчення всіх наук - це людина «плюс» природа. Я впевнений, що дослідження дії сили Архімеда сьогодні є актуальним.

гіпотеза: Я припускаю, що в домашніх умовах можна розрахувати величину сили, що виштовхує діє на занурене в рідину тіло і визначити чи залежить вона від властивостей рідини, обсягу і форми тіла.

Об'єкт дослідження: Виштовхуюча сила в рідинах.

завдання:

Вивчити історію відкриття сили Архімеда;

вивчити навчальну літературу з питання дії сили Архімеда;

Виробити навички проведення самостійного експерименту;

Довести, що значення сили, що виштовхує залежить від щільності рідини.

Методи дослідження:

дослідницькі;

Розрахункові;

Інформаційного пошуку;

спостережень

1. Відкриття сили Архімеда

Існує знаменита легенда про те, як Архімед біг по вулиці і кричав «Еврика!» Це як раз оповідає про відкриття їм того, що виштовхує сила води дорівнює по модулю вазі витісненої ним води, обсяг якої дорівнює обсягу зануреного в неї тіла. Це відкриття названо законом Архімеда.

У III столітті до нашої ери жив Гиерон - цар давньогрецького міста Сіракузи і захотів він зробити собі нову корону з чистого золота. Відміряв його строго скільки потрібно, і дав ювеліра замовлення. Через місяць майстер повернув золото у вигляді корони і важила вона стільки, скільки і маса даного золота. Але ж всяке буває і майстер міг схитрувати, додавши срібло або того гірше - мідь, адже на око не відрізниш, а маса така, яка і повинна бути. А царю дізнатися полювання: чесно ль зроблена робота? І тоді, попросив він вченого Архімеда, перевірити з чистого чи золота зробив майстер йому корону. Як відомо, маса тіла дорівнює добутку щільності речовини, з якого зроблено тіло, на його обсяг:. Якщо у різних тел однакова маса, але вони зроблені з різних речовин, то значить, у них буде різний обсяг. Якби майстер повернув цареві не ювелірно зроблену корону, обсяг якої визначити неможливо через її складності, а такий же за формою шматок металу, який дав йому цар, то відразу було б ясно, підсипав він туди іншого металу чи ні. І ось приймаючи ванну, Архімед звернув увагу, що вода з неї виливається. Він запідозрив, що виливається вона саме в тому обсязі, який обсяг займають його частини тіла, занурені в воду. І Архімеда осінило, що обсяг корони можна визначити за обсягом витісненої їй води. Ну а коли можна виміряти обсяг корони, то його можна порівняти з об'ємом шматка золота, рівного по масі. Архімед занурив у воду корону і виміряв, як збільшився обсяг води. Також він занурив у воду шматок золота, у якого маса була така ж, як у корони. І тут він виміряв, як збільшився обсяг води. Обсяги витісненої в двох випадках води виявилися різними. Тим самим майстер був викритий в обмані, а наука збагатилася чудовим відкриттям.

З історії відомо, що завдання про золотій короні спонукала Архімеда зайнятися питанням про плавання тел. Досліди, проведені Архімедом, були описані в творі «Про плаваючих тілах», яке дійшло до нас. Сьоме пропозиція (теорема) цього твору сформульовано Архімедом наступним чином: тіла важчі, ніж рідина, опущені в цю рідину, будуть опускатися поки не дійдуть до самого низу, і в рідини стануть легше на величину ваги рідини в обсязі, рівному обсягу зануреного тіла.

Цікаво, що сила Архімеда дорівнює нулю, коли занурене в рідину тіло щільно, всім підставою притиснуто до дна.

Відкриття основного закону гідростатики - найбільше завоювання античної науки.

2. Формулювання і пояснення закону Архімеда

Закон Архімеда описує дію рідин і газів на занурене в них тіло, і є одним з головних законів гідростатики і статики газів.

Закон Архімеда формулюється так: на тіло, занурене в рідину (або газ), діє виштовхуюча сила, рівна вазі рідини (або газу) в обсязі зануреної частини тіла - ця сила називається силою Архімеда:

де - щільність рідини (газу), - прискорення вільного падіння, - обсяг зануреної частини тіла (або частина об'єму тіла, що знаходиться нижче поверхні).

Отже, архимедова сила залежить тільки від щільності рідини, в яку занурено тіло, і від обсягу цього тіла. Але вона не залежить, наприклад, від щільності речовини тіла, зануреного в рідину, так як ця величина не входить в отриману формулу.

Слід зауважити, що тіло повинно бути повністю оточене рідиною (або перетинатися з поверхнею рідини). Так, наприклад, закон Архімеда можна застосувати до кубику, який лежить на дні резервуара, герметично торкаючись дна.

3. Визначення сили Архімеда

Силу, з якою тіло, що знаходиться в рідині, виштовхується нею, можна визначити на досвіді використовуючи даний прилад:

Невелике відерце і тіло циліндричної форми підвішуємо на пружині, закріпленої в штативі. Розтягування пружини відзначаємо стрілкою на штативі, показуючи вагу тіла в повітрі. Піднявши тіло, під нього підставляємо стакан з відливної трубкою, наповнений рідиною до рівня відливної трубки. Після чого тіло занурюють цілком в рідину. При цьому частина рідини, об'єм якої дорівнює обсягу тіла, виливається з отливного судини в стакан. Покажчик пружини піднімається вгору, пружина скорочується, показуючи зменшення ваги тіла в рідині. В даному випадку на тіло, поряд з силою тяжіння, діє ще й сила, що виштовхує його з рідини. Якщо в відерце налити рідину зі склянки (тобто ту, яку витіснило тіло), то покажчик пружини повернеться до свого початкового стану.

На підставі цього досвіду можна зробити висновок, що сила, що виштовхує тіло, цілком занурене в рідину, дорівнює вазі рідини в об'ємі цього тіла. Залежність тиску в рідині (газі) від глибини занурення тіла призводить до появи сили, що виштовхує (сили Архімеда), що діє на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ. Тіло при зануренні рухається вниз під дією сили тяжіння. Архимедова сила спрямована завжди протилежно силі тяжіння, тому вага тіла в рідині або газі завжди менше ваги цього тіла в вакуумі.

Даний досвід підтверджує, що архимедова сила дорівнює вазі рідини в об'ємі тіла.

4. Умова плавання тіл

На тіло, що знаходиться всередині рідини, діють дві сили: сила тяжіння, спрямована вертикально вниз, і архимедова сила, спрямована вертикально вгору. Розглянемо, що буде відбуватися з тілом під дією цих сил, якщо спочатку воно було нерухоме.

При цьому можливі три випадки:

1) Якщо сила тяжіння більше сили Архімеда, то тіло опускається вниз, тобто тоне:

, То тіло тоне;

2) Якщо модуль сили тяжіння дорівнює модулю сили Архімеда, то тіло може перебувати в рівновазі усередині рідини на будь-якій глибині:

, То тіло плаває;

3) Якщо архимедова сила більше сили тяжіння, то тіло буде піднімається з рідини - спливати:

, То тіло плаває.

Якщо спливаюче тіло частково виступає над поверхнею рідини, то обсяг зануреної частини плаваючого тіла такий, що вага витісненої рідини дорівнює вазі плаваючого тіла.

Архимедова сила більше сили тяжіння, якщо щільність рідини більше щільності зануреного в рідину тіла, якщо

1) \u003d - тіло плаває в рідині або газі, 2) \u003e - тіло тоне, 3) < — тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Саме ці принципи співвідношення сили тяжіння і сили Архімеда застосовуються в судоходостроніі. Однак на воді тримаються величезні річкові та морські судна, Виготовлені зі сталі, щільність якої майже в 8 разів більше щільності води. Пояснюється це тим, що зі сталі роблять лише порівняно тонкий корпус судна, а більша частина його обсягу зайнята повітрям. Середнє значення щільності судна при цьому виявляється значно менше щільності води; тому воно не тільки не тоне, але і може приймати для перевезення велика кількість вантажів. Судна, що плавають по річках, озерах, морях і океанах, побудовані з різних матеріалів з різною щільністю. Корпус судів зазвичай роблять із сталевих листів. Всі внутрішні кріплення, що надають судам міцність, також виготовляють з металів. Для побудови суден використовують різні матеріали, що мають в порівнянні з водою як велику, так і меншу щільність. Вага води, витісненої підводною частиною судна, дорівнює вазі судна з вантажем в повітрі або силі тяжіння, що діє на судно з вантажем.

Для повітроплавання спочатку використовували повітряні кулі, які раніше наповнювали нагрітим повітрям, зараз - воднем або гелієм. Для того щоб куля піднялася в повітря, необхідно, щоб архимедова сила (що виштовхує), що діє на кулю, була більше сили тяжіння.

5. Проведення експерименту

Дослідити поведінку сирого яйця в рідинах різного роду.

Завдання: довести, що значення сили, що виштовхує залежить від щільності рідини.

Я взяв одне сире яйце і рідини різного роду (додаток 1):

Вода чиста;

Вода, насичена сіллю;

Соняшникова олія.

Спочатку я опустив сире яйце в чисту воду - яйце потонуло - «пішло на дно» (додаток 2). Потім в стакан з чистою водою я додав столову ложку кухонної солі, в результаті яйце плаває (додаток 3). І нарешті, я опустив яйце в склянку з соняшниковою олією - яйце опустилося на дно (додаток 4).

Висновок: в першому випадку щільність яйця більше щільності води і тому яйце потонуло. У другому випадку щільність солоної води більше щільності яйця, тому яйце плаває в рідині. У третьому випадку щільність яйця також більше щільності соняшникової олії, тому яйце потонуло. Отже, чим більше щільність рідини, тим сила тяжіння менше.

2. Дія Архимедовой сили на тіло людини в воді.

Визначити на досвіді щільність тіла людини, порівняти її з щільністю прісної і морської води і зробити висновок про принципову можливість людини плавати;

Обчислити вагу людини в повітрі, архимедову силу, діючу на людину у воді.

Для початку за допомогою ваг я виміряв масу свого тіла. Потім виміряв обсяг тіла (без обсягу голови). Для цього я налив в ванну води стільки, щоб при зануренні у воду я був повністю у воді (за винятком голови). Далі за допомогою сантиметрової стрічки зазначив від верхнього краю ванни відстань до рівня води ℓ 1, а потім - при зануренні у воду ℓ 2. Після цього за допомогою попередньо проградуірованной трилітрової банки став наливати в ванну воду від рівня ℓ 1 до рівня ℓ 2 - так я виміряв обсяг витісненої мною води (додаток 5). Щільність я розрахував за допомогою формули:

Сила тяжіння, що діє на тіло в повітрі, була розрахована по формулі:, де - прискорення вільного падіння ≈ 10. Значення сили, що виштовхує було розраховано за допомогою формули описаної в пункті 2.

Висновок: Тіло человекаплотнее прісної води, А, значить, воно в ній тоне. Людині легше плавати в морі, ніж в річці, так як щільність морської води більше, а отже більше значення сили, що виштовхує.

висновок

В процесі роботи над цією темою ми дізналися для себе багато нового і цікавого. Коло наших знань збільшився не тільки в області дії сили Архімеда, але і застосуванні її в життя. Перед початком роботи ми мали про неї далеко неподробно уявлення. При проведенні дослідів ми підтвердили експериментально справедливість закону Архімеда і з'ясували, що виштовхує сілазавісіт від обсягу тіла і щільності рідини, чим більша щільність рідини, тим архимедова сила більше. Результуюча сила, яка визначає поведінку тіла в рідини, залежить від маси, об'єму тіла і щільності рідини.

Крім виконаних експериментів, була вивчена додаткова література про відкриття сили Архімеда, про плавання тіл, повітроплавання.

Кожен з Вас може зробити дивовижні відкриття, і для цього не потрібно володіти ні особливими знаннями, ні потужним обладнанням. Потрібно лише трохи уважніше подивитися на оточуючий нас світ, бути трохи більш незалежним у своїх судженнях, і відкриття не змусять себе чекати. Небажання більшості людей пізнавати навколишній світ залишає великий простір допитливим в найнесподіваніших місцях.

Список літератури

1.Большая книга експериментів для школярів - М .: Росмен, 2009. - 264 с.

2. Вікіпедія: https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Архимеда.

3. Перельман Я. І. Цікава фізика. - книга 1. - К .: Теза, 1994.

4. Перельман Я. І. Цікава фізика. - книга 2.- Єкатеринбург .: Теза, 1994.

5. Перишкін А.В. Фізика: 7 клас: підручник для загальноосвітніх установ / А.В. Перишкін. - 16-е изд., Стереотип. - М .: Дрофа, 2013. - 192 с .: іл.

Додаток 1

Додаток 2

додаток 3

додаток 4

Існування гідростатичного тиску призводить до того, що на будь-яке тіло, що знаходиться в рідині або газі, діє виштовхуюча сила. Вперше значення цієї сили в рідинах визначив на досвіді Архімед. закон Архімеда формулюється так: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхуюча сила, рівна вазі тієї кількості рідини або газу, яке витіснене зануреної частиною тіла.

Розглянемо теоретичний висновок закону Архімеда. У посудину налита рідина і занурено тіло, що має форму куба. Ребро куба одно l. Верхня грань куба знаходиться від поверхні рідини на глибині h, а нижня - на глибині h + l. На всі грані куба рідина тисне. При цьому сили тиску, що діють на бічні грані куба, взаємно компенсуються. На верхню грань куба діє спрямована вниз сила тиску F 1, модуль якої

F1 \u003d r ж ghS (5.6)

де r ж - щільність рідини; S - площа грані куба. На нижню грань куба діє спрямована вгору сила тиску F 2, модуль якої

F 2 \u003d r ж g (h + l) S. (5.7)

Так як h 1 2, тобто рівнодіюча цих двох сил спрямована вертикально вгору і являє собою виштовхуючу (архимедову) Силу:

F A \u003d \u200b\u200bF 2 -F 1 (5.8)

Підставивши (5.6) і (5.7) в (5.8), знайдемо, що модуль сили Архімеда

F a \u003d r ж g l S \u003d r ж gV \u003d P ж (5.9)

де V - об'єм куба (т. е. обсяг рідини, витісненої зануреним тілом); P ж - вага витісненої рідини. отже, виштовхуюча сила по модулю дорівнює вазі рідини, витісненої зануреної частиною тіла.

Архимедова сила F A прикладена до тіла в центрі мас витісненої тілом рідини і спрямована проти сили тяжіння, що діє на це тіло. (Необхідно пам'ятати, що закон Архімеда справедливий тільки при наявності тяжкості. В умовах невагомості він не виконується.)

Умова плавання тіл

Поведінка тіла, що знаходиться в рідині або газі, залежить від співвідношення між модулями сили тяжіння F т і сили Архімеда F A, які діють на це тіло. Можливі наступні три випадки:

F т\u003e F A - тіло тоне;
F т \u003d F A - тіло плаває в рідині або газі;
F т A - тіло спливає до тих пір, поки не почне плавати.

Перевірка справедливості закону Архімеда для газів

Під дзвін вакуумного насоса поміщають равноплечіе ваги, на які підвішені пустотіла скляна куля великого обсягу і гиря, врівноважує вагу цієї кулі в повітрі. Якщо відкачати з-під дзвони повітря, то рівновага порушиться і коромисло ваг, на якому підвішений куля, опуститься вниз. Пояснимо це явище.

Як зазначалося, вага Р "ш кулі в повітрі був урівноважений вагою Р" г гирі в повітрі, т. Е. Р "ш \u003d Р" м Але якщо справедливий закон Архімеда, то і на кулю, і на гирю в повітрі діють виштовхують сили. Тому вага кулі в повітрі дорівнює Р "ш \u003d Р ш -F ш, а вага гирі в повітрі Р" г \u003d Р г -F г, де Р г і Р ш - справжні ваги гирі і кулі, т. Е. Їх ваги в порожнечі, a F г і F ш - архимедови виштовхують сили, що діють відповідно на гирю і куля.

Згідно (5.9), F ш \u003d r в gV ш и F г \u003d r в gV г, де r в - щільність повітря, V ш - об'єм кулі, V г - об'єм гирі. Так як V ш \u003e\u003e V г, то виштовхує сила F ш, що діє на кулю, значно більше сили, що виштовхує V г, що діє на гирю. Тому що спостерігається в повітрі рівновага кулі і гирі не означає однаковості їх ваг в порожнечі. Насправді справжній вага кулі P ш більше зважування гирі P р Це відразу виявляється, коли з-під дзвони насоса відкачують повітря. Ваги виходять з рівноваги, куля опускається вниз. Таким чином, даний досвід наочно показує справедливість закону Архімеда і для газів.

На використанні дії сили Архімеда в газах засновано повітроплавання - польоти дирижаблів, аеростатів і т. П.