(287 – 212 гг. до н.э.). ФАКТ: тело, взвешенное в жидкости, весит меньше, чем в воздухе. Чем это объясняется? Как можно проверить на опыте? F выт. Р в. - презентация

1 (287 – 212 гг. до н.э.)

2 ФАКТ: тело, взвешенное в жидкости, весит меньше, чем в воздухе. Чем это объясняется? Как можно проверить на опыте? F выт. Р в возд. Р в жидк. Р в возд. – Р в жидк. = F выт. Жидкость практически несжимаема и вытесняет тело, занимающее её место. Это и является причиной действия на тело в жидкости выталкивающей силы (F выт), направленной против силы тяжести. F тяж. F выт.

3 h1h1 h2h2 р 1 - давление на верхнюю грань р 2 - давление на нижнюю грань Доказать: р 1 всегда < р 2 ЧТО из ЭТОГО СЛЕДУЕТ? Сила давления жидко- сти на верхнюю грань всегда меньше силы давления на нижнюю грань. По этой причине на тело, погружённое в в жидкость, действует сила, направленная вверх. Она выталкива- ет тело из жидкости и н а з ы в а е т с я АРХИМЕДОВОЙ СИЛОЙ. р1р1 р2р2

4 Давление жидкости на верхнюю грань равно р 1 = ρ ж *g*h 1, где h 1 – высота столба жидкости над верхней гранью. Сила давления на верхнюю грань равна F 1 = р 1 *S = ρ ж *g*h 1 *S, где S – площадь верхней грани. Давление жидкости на нижнюю грань равно р 2 = ρ ж *g*h 2, где h 2 – высота столба жидкости над нижней гранью. Сила давления на нижнюю грань равна F 2 = p 2 *S = ρ ж *g*h 2 *S, где S – площадь нижней грани куба. Поскольку h 2 > h 1, то р 2 > р 1 и F 2 > F 1 Найдём разность F 2 – F 1 = ρ ж *g*h 2 *S – ρ ж *g*h 1 *S = ρ ж *g*S* (h 2 – h 1 ) = = ρ ж *g*S*H = g* ρ ж *V = m ж *V = P жид. вытесненной телом = F выт. ВЫВОД: выталкивающая сила равна весу вытесненной телом жидкости

5 F выт. = g ρ ж V [ F ] = F выт. = Р выт. жидк. Теоретическая формула даёт способ экспериментальной проверки этого вывода Как с помощью имеющихся приборов осуществить проверку этой формулы? Весы с разновесами, тело, сосуд с жидкостью, отливной стакан П р о д е л а й т е о п ы т !

6 Веса тела? Железо Алюминий Свинец Чугун Пенопласт Латунь Спирт Вода Объёма тела?Плотности тела? Плотности жидкости ? Р 1 = Р 2 V 1 = V 2 ρ 1 > ρ 2 ρ ж1 > ρ ж2 ВодаСпирт

7 Два цилиндра свин- цовый и алюминие- вый уравновешены на весах. Нарушится ли равновесие при их погружении в воду? ВодаКеросин Два цилиндра из одина- кового материала опуще- ны: один – в керосин, другой – в воду. Наруши- тся ли равновесие? В какую сторону? Два тела равного веса из разного материала уравновешены. Изме- нится ли равновесие при их погружении в одну и ту же жидкость?

8 12 4 ? Динамометр Как определить, имеет ли стальной шар внутри полость или он – сплошной? Имеются: сосуд с водой и динамометр. Тело объёмом о,о4 м 3 погружено на ¼ в керо- син. Определить F выт. 3 Какое из тел имеет большую плотность? А В С 19,6 Н 18 Н Определить объём тела, исходя из данных опыта, схема которого показана на рисунке. Жидкость, в которую помещено тело, - керосин. ОТВЕТ: 200 см 3

9 Как распределить тела 1, 2, 3, 4 в порядке возрастания плотности? Изменится ли архимедова сила при подъёме рельса над водой? Как изменится осадка куска льда? Пробка, вмёрзшая в лёд, оттаяла и упала на дно. 5 кг ? Нарушится ли равновесие? 4

10 В сосуд с водой погружен куб со стороной 10 см. Уровень воды над кубом 10 см. Оп- ределить давление на нижнюю и верхнюю грани. Показать стрелками направление сил, действующих на обе грани. 10 см … выталкивающую силу, действую- щую на гранитную глыбу, которая при полном погружении в воду вы- тесняет 0,8 м 3 воды. Сравните вес глыбы с выталкивающей силой. Плавающий на воде деревянный брусок вытесняет воду объёмом 0,72 м 3, а будучи погружён полно- стью – 0,9 м 3. Определить вытал- кивающие силы в обоих случаях. Почему они разные по величине? 2 3 Путём взвешивания в воздухе и воде определить плотность свёклы (картофеля или моркови). Воспользуйтесь домашними весами безменом ). 8 кН; 21,6 кН. 2). 7,2 кН; 9 кН. 3). 2 кПа; 1 кПа; 10 Н.

11 Р > F выт. Р < F выт. Р = F выт. Р FАFА Р FАFА Имеются: мензурка, пустая пробирка с пробкой, весы с разновесами Возможно ли реализовать для одного и того же тела все три случая плавания?

12 Линия, до которой погружа- ются суда, называется в а т е р л и н и е й. Вес вытесняемой судном воды при погружении до ватерлинии называют его в о д о и з м е щ е н и е м. На всех морских судах наносится знак, показыва- ющий уровень предельных ватерлиний: FW – в пресной воде, IS – Индийском океане летом, S– солёной воде летом, W – солёной воде зимой, WNA – Северной Атлан- тике зимой.

13 Лактометр СпиртометрСахариметр 1000 Как изменятся показания прибора, если жирность молока возрастёт? Изменится ли глубина погружения прибора при разбавлении спирта водой? 1000 Куда сместится прибор в более концентрированном растворе сахара?

14 Этот прибор-игрушку изобрёл Учёный Рене Декарт (по латыни его имя звучит как Р е н а т у с К а р т е з и у с). Прибор позволяет демонстрировать закон Паскаля, архимедову силу и условия плавания тел. Для изготовле- ния «картезиан- ского водолаза» нужно взять: пластиковую бутылку с крыш- кой и пузырёк от таблеток. Опускается ли «водолаз» до дна или останавливается «по дороге» при небольшом надавливании на бутылку? МОЖЕТ ЛИ ОН СЛУЖИТЬ БАРОМЕТРОМ?

15 Сила гидростатического давления, действующая на поплавок «а», больше выталкивающей силы, приложенной к осталь- ным поплавкам в сосуде: F гидр. = 9,8 Н/кг *ρ ж * V KLMN > F выт.= 9,8Н/кг * ρ ж * 3 V a ( объём столба жидкости внутри камеры всегда больше объёма вытеснен- ной поплавками воды).