Сила архимеда физика формула: Закон Архимеда — урок. Физика, 7 класс.

Содержание

Урок физики «Закон Архимеда». 7-й класс

Тип урока: изучение нового материала.

Основные термины: Сила Архимеда, масса, объем, плотность.

Оборудование: интерактивная доска, документ-камера, физическое оборудование по теме «Гидромеханика», портреты ученых.

Формы работы: беседа-диспут, проблемно-поисковая, исследовательская, групповая, индивидуальная.

Методические приемы: Поощрение, создание ситуации успеха, проблемно-поисковая учебная деятельность, игра.

Межпредметные связи: физика – математика (использование математических расчётов), физика – история (исторические сведения).

Цель урока:

  • Образовательная: сформировать знания учащихся при изучении закона Архимеда, умение добывать и применять знания, формирование навыков самообразования  при решении проблемных и экспериментальных задач;
  • Развивающая: формирование кругозора учащихся, умение аргументированно объяснять, делать выводы из экспериментов, работать с таблицами, приводить примеры, развитие познавательного интереса активности, памяти, воли и выражение своих мыслей и эмоций;
  • Воспитательная: воспитание культуры речи, формирование коммуникативной культуры учащихся, взаимопомощи.

ХОД УРОКА

1. Организация начала урока (1 мин.)

– Здравствуйте ребята! Давайте познакомимся, я учитель физики гимназии №11 города Ельца, меня зовут Наталья Михайловна. А вы, ученики 7 класса, мне хотелось бы узнать с каким настроением вы пришли ко мне на урок. (Учащиеся показывают свое настроение с помощью смайликов, а учитель свое).


Приветствие, акцентирование внимания учащихся на раздаточный материал и лабораторное оборудование, находящийся на партах. (Три карточки с изображением смайлика: весёлый, недовольный и равнодушный).
Содержание деятельности: организация подготовленности учащихся к уроку. (Учащиеся показывают, с каким настроением они пришли на урок, учитель показывает своё).

2. Сообщение темы и цели урока (1 мин.)

– Сегодня я проведу у вас урок физики по теме «Закон Архимеда». А знаете ли, вы, что с действием этого закона вы встречаетесь ежедневно, наверное, нет. Мая задача познакомить вас с этим законом и его применением.
– Ребята на ваших столах находится необходимое оборудование: динамометры, различные тела определенной формы и мерные стаканы, все это нам будет нужно для проведения эксперимента, который вы будите сегодня проводить.

(Учитель сообщает тему и цели урока, создает ситуацию успеха, акцентирует внимание на физическое оборудование для проведения эксперимента). (Слайд 1)
Содержание деятельности: Определение уровня владения знаниями. Коррекция знаний, умений и навыков.

3. Повторение, обобщение понятий и усвоение соответствующей им системы знаний (7 мин.)

– Ребята, мы продолжаем с вами знакомиться, я буду вам задавать вопросы, а вы постарайтесь на них правильно ответить.

1) Разминка

Весь класс в быстром темпе заканчивает фразу учителя или отвечает на поставленный вопрос.

– Какое давление называется гидростатическим? (Давление, оказываемое покоящейся жидкостью, называется гидростатическим)

(Слайд 2)
– Как определить давление жидкости на дно сосуда? (Слайд 3) (Давление жидкости на дно и стенки сосуда прямо пропорционально высоте столба жидкости и зависит от рода жидкости, в которое помещено тело). (На слайде показан график зависимости давления жидкости от высоты столба и плотности жидкости).

– По какой формуле рассчитывается давление жидкости на дно сосуда? (Формула, треугольник для запоминания) (слайд 4)
– Для того, чтобы вам легче было вспомнить формулу, я предлагаю вам следующий прием для запоминания: в вершине треугольника находится давление, а в основании плотность, ускорение свободного падения и высота.

– Как читается закон Паскаля? (Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.

) (Слайд 5)
– Я вам напоминаю практическое применение закона Паскаля (лейка, душ), с которыми вы ежедневно встречаетесь.
– А знаете ли вы, что для того чтобы изучить закон Архимеда нам понадобятся физические приборы.

2) Игра «Собери пазлы» (Слайд 6)

– В физике много приборов. Знаете ли вы, как они выглядят и где они применяются?
Для задания разрезают картинки динамометра и измерительного цилиндра. Участники получают пазлы с фрагментами приборов, которые они должны собрать и пояснить название получившегося прибора, область применения. Двое учащиеся работают за учительским столом, затем показывают свою картинку через документ-камеру. Пока учащиеся собирают  пазлы, остальные отвечают на  вопросы учителя.

– Какая сила называется выталкивающей? (Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, называется выталкивающей или архимедовой).

(Слайд 7) (Переход на другую программу «документ – камера». )

Учитель проводит эксперимент, учащиеся делают выводы, основываясь на изученном материале предыдущих уроков. (Демонстрация проводится через документ – камеру)
Погружается мяч в воду и быстро убирается рука. Мяч «выпрыгивает» из воды.

– Почему мяч всплыл? (На мяч подействовала сила со стороны воды).
– Теперь поместим металлический цилиндр в жидкость (можно монету). Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае? (Возможный ответ ученика: «Так как тело утонуло, то выталкивающая сила на него не действует»). Коррекция учителя. Демонстрация.

Камень или цилиндр, подвешенный на резиновой нити, опускаем в воду, замечаем, длина резиновой нити стала короче. Ребята анализируют опыт и делают вывод: «На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости». Сообщение учителя: из нашего жизненного опыта мы знаем, что в воде тяжелый камень поднять гораздо легче, чем в воздухе.

Это может означать, что жидкость выталкивает не только легкие, но и тяжелые предметы.

Проверка учащихся, которые собирали пазлы. (Переход на программу с презентацией урока)

– Куда направлена выталкивающая сила? (Слайд 8 с рисунком, идет пояснение).   

Если привязать короткой ниткой к пробке такой груз, чтобы она погрузилась в воду. Отвесно натянутая нить показывает, что выталкивающая сила, которая действует на пробку, направлена вертикально вверх, а сила тяжести вниз.
По какой формуле рассчитывается выталкивающая сила?

(Формула, треугольник, вывод)

(Слайд 9)

На тело, полностью погруженное в жидкость, действует вертикально вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости вытесняемой телом.

4. Изучение нового материала (15 мин.)

1) Составление опорного конспекта, используется проблемно -поисковый метод и выводы записываются в таблицу.

– Итак, мы с вами подошли к изучению нового закона. Запишите тему в тетради.
Мы с вами отправляемся в Древнюю Грецию в 3 век до нашей эры. Именно в это время в Сиракузах, на острове Сицилия проживал величайший математик и физик древности – Архимед. Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом в области геометрии и механики. В это время Сиракузами правил царь Герон. Он поручил Архимеду проверить честность мастера, изготовившего золотую корону. Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на нее золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешевыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь. Идея решения пришла к ученому однажды, когда он решил принять ванну. Ликующий и возбуждённый своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика!», что значит: «Нашел». (Слайд 10)

Однако в дальнейшем на протяжении нескольких столетий в развитии человечества наступила эпоха всеобщего застоя. И только труды ученых 18 века обеспечили настоящий прорыв в области изучения жидких тел. В связи с этим я хотела бы вспомнить труды русских учёных Даниила Бернулли (1700-1782), Леонарда Эйлера (1707-1783), М.В. Ломоносова (1711-1765), направленные на развитие гидромеханики. Неслучайно 2012 год объявлен годом Российской истории (Слайд 11)

– Для того чтобы сформулировать закон Архимеда нам необходимо провести эксперимент.

2) Экспериментальная проверка закона Архимеда. (Слайд 12)

– Проделаем следующий опыт: пустое ведерко и сплошной цилиндр, имеющий объем, равный вместимости ведерка, подвесим к пружине динамометра. Показания динамометра зафиксируем. Затем опустим цилиндр в отливной сосуд, наполненной водой до уровня отливной трубки. Когда цилиндр полностью погрузится в воду, растяжение пружины уменьшится, а часть воды, объем которой равен объему цилиндра, выльется из отливного сосуда в стакан. Если теперь перелить воду из стакана в ведерко, то пружина динамометра снова растянется до прежней длины. Это означает, что потеря в весе цилиндра в точности равна весу воды в объеме цилиндра.

Итак, опыт подтвердил, что архимедова сила равна весу жидкости в объеме этого тела, т.е.  Fa = Pж = mg = жgVт.
Из описанного опыта видно, что вес тела, погруженного в жидкость, уменьшается на значение, равное архимедовой силе: Р1 = Р – Fa = mg  – m1g, где m  – масса тела, а m1   –  масса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела.
Если подобный опыт провести с газом, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объеме тела. (Слайд 13)

Закон Архимеда формулируется таким образом:

Тело, находящееся в жидкости (или газе), теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость (или газ) в объеме, вытесненном телом. (Учащиеся работают с учебником) (Слайд 14)

3) Итак, первая цель достигнута, далее начинается работа в шести группах. (Слайд 15)
От чего зависит, архимедова сила? А сейчас вы – исследователи, вы выясните, от чего зависит, архимедова сила. У каждой группы своя задача. Приступаем к работе, соблюдая технику безопасности, так как вы работаете со стеклом. (Слайд 16)

Задание первой группе.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

  • Определить архимедову силу, действующие на первое и вторе тела.
  • Сравнить плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
  • Сделайте вывод зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: архимедова сила не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело.

Задание второй группе.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

  • Определить архимедову силу, действующую на каждое из тел.
  • Сравните эти силы.
  • Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Вывод: архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела, погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

Задание третьей группе.

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, с соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

  • Определить архимедову силу, действующую на тело в воде, соленой воде и масле.
  • Чем отличаются эти жидкости?
  • Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?
  • Установите зависимости архимедовой силы от плотности жидкости.

Вывод: архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Задание четвертой группе.

Оборудование: тела разной формы, сосуд с водой, нить, динамометр,

  • Поочередно опуская каждое тело в воду (кусок пластилина в форме шара, куба и цилиндра), с помощью динамометра определить архимедову силу.
  • Сравним эти силы и сделаем вывод о зависимости и независимости архимедовой силы от формы тела.

Вывод: архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Задание пятой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

  • Определю архимедову силу, действующую на тело, погруженное на 1/4 объема, 1/2 объема, 3/4 объема.
  • Сделаем вывод зависимости архимедовой силы от объёма погруженной части тела.

Вывод: архимедова сила зависит от объема погруженной части, чем больше объем погруженной части тела, тем больше архимедова сила.

Задание шестой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

1. Определю силу Архимеда на различной глубине h1 =  , h2 =
2. Сделаем вывод о зависимости Архимедовой силы от глубины погружения данного тела.
Вывод: Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела.

Поле получения результатов каждая группа отчитывается устно о своей проделанной работе. Затем учащиеся записывают выводы в виде таблицы, а учитель на доске. (Слайд 17 на презентации).

Архимедова сила

Не зависит

Зависит

От формы тела От объема тела
От плотности тела От плотности жидкости
От глубины погружения От объема погруженной части

5. Закрепление полученных знаний (16 мин.)

– Ребята, для решения задач на закон Архимеда нам понадобится знание формул, которые вы соберёте с острова «Величин» на остров «Формул» в процессе эстафеты.

Эстафета «Кто быстрее?» (2 мин.)  (Слайд 18). Учащимся раздаются листы с островом «Величин» и островом «Формул». Чей ряд больше и быстрее соберет формулы с острова «Величин», тот и выигрывает. (Проверка на слайде)
Пришла пора отдохнуть.

Физкультминутка «Ванька-встань-ка» (2 мин.) (Слайд 19)

Исходное положение:
Все сидят, учитель, закрыв глаза (лучше отвернувшись), задает число – и выбрасывает над головой соответствующее количество пальцев на одной или обеих руках. Затем он произносит: «Раз-два-три! Замри!» – открывает глаза, в классе должно стоять ровно столько учеников, сколько пальцев им было предъявлено при выполнении игрового занятия. Каждому из учеников приходится быстро сориентироваться в упражнении, сесть или встать в нужный момент.

– Итак, вы отдохнули, а теперь узнаем, как вы усвоили закон Архимеда.

Переход к другой программе для выполнения тестов. (Электронное приложение)

Тест. (4 мин.) Один из учащихся вызывается к доске, остальные на месте решают

– А теперь мы переходим с вами к решению расчетных задач.

Решение расчетных задач. (4 мин.) (Вернутся к презентации  слайд 20, 21)

6. Приведение единых знаний в систему (2 мин.)

7. Подведение итогов урока. Рефлексия. (1 мин.)

Работа с ассоциативной схемой. (Слайд 22)

– Что Вы узнали сегодня на уроке? (А как читается закон Архимеда?)
– Чему научились?
– Что для Вас было наиболее сложным?

Ответы учащихся в устной форме.

8. Информация о домашнем задании (1 мин.) (Слайд 23)

Уделить внимание, на решение сложных заданий, подготовиться к лабораторной работе, решить проблемную задачу.
Если на дно стеклянного сосуда, покрытого тонким слоем парафина, положить кусочек парафина с гладким основанием и аккуратно налить воды, то парафин не всплывает. Чем это объясняется? Если наклонить кусок парафина так, чтобы вода проникла под его нижнюю поверхность, то он сразу всплывет. Найдите ответ на эту задачу, почему так происходит.
Можно предложить другую проблемную задачу:
Если налить воды в книгу и перевернуть, то вода не выливается. Почему? (Фокус с сообщающимися сосудами). Учитель обращается к классу с вопросом: «С каким настроением Вы уходите с урока?» (Работа с карточками)

Д/З:  § 48, 49, упражнение 24

– Желаю всем успеха!

формула, чему равна, от чего зависит, единица измерения, примеры

История открытия

Сила Архимеда названа по имени ученого, который и сформулировал закон. Древнегреческий мыслитель сделал открытие случайно. Градоначальник Сиракуз Гирон попросил ученого проверить, не обманывает ли его мастер, изготовивший золотую корону. Чиновник заподозрил, что драгоценный металл в изделии был заменен на другой. Архимед понимал, что равный короне по массе кусок золота должен был соответствовать ей и по объему. Но как должен измеряться объем твердого тела?

Решение было найдено, когда ученый обнаружил интересную зависимость: если опустить предмет в воду, то объем выплеснутой воды будет равен объему предмета. Таким образом Архимед смог сравнить величину золотой короны и исходного куска золота. Мастера уличили в нечестности, а древнегреческий философ обосновал закон о силе, которая выталкивает тела из воды.

Архимедова сила — сила, направленная противоположно силе земного притяжения, когда тело находится в жидкости или газе.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Формула закона Архимеда

Закон определяет связь между весом тела, погруженного в жидкость или газ, и силой, которая его выталкивает. Согласно ему, подъемная сила зависит от веса погруженного тела или силы тяжести, действующей на него.

Силу Архимеда следует рассчитывать по формуле: FА = pжgVт 

Расшифровка формулы:

P — плотность жидкости

g — ускорение свободного падения

V — объем тела

Выталкивающая сила (FА) всегда действует противоположно силе притяжения (Fт). Поэтому тело выплывает из воды или газа на поверхность. Нахождение тела в жидкости зависит от нескольких параметров. Чем больше плотность жидкости, тем сильнее она вытесняет тело. То же самое касается и объема — меньшее тело утонет гораздо быстрее, чем тело большего объема. Пример: железный гвоздь утонет, а большое судно плавает на поверхности воды.

Примечание

V — обозначение объема только погруженной части тела.

Если сила тяжести равна силе Архимеда, тело плавает на поверхности. Если притяжение будет превосходить архимедову силу, тело утонет. Единицей измерения при расчете подъемной силы является ньютон.

Применение архимедовой силы

Человек чувствует силу Архимеда в действии, когда занимается плаванием. Все предметы в воде становятся легче, так как на них действует архимедова сила.

Закон Архимеда широко применяется на практике в ряде систем. В первую очередь открытие позволило конструировать корабли, не опасаясь того, что они утонут. Проведя необходимые вычисления, инженеры строят суда таким образом, чтобы они вытесняли массу воды, равную или превосходящую вес корабля. Для этого объем погружающейся части корабля делают таким, что на него будет действовать выталкивающая сила, большая по величине или равная весу судна.

Другая область применения подъемной силы — воздухоплавание. Гелий, которым заполняются воздушные шары, имеет низкую плотность, по сравнению с кислородом. Сам шар вытесняет определенное количество воздуха из атмосферы. Начинает действовать выталкивающая сила, поднимающая шар высоко в небо.

Примечание

Уменьшить плотность воздуха можно с помощью увеличения его температуры. Поэтому многие воздушные шары оборудованы специальными горелками. Чтобы поднять такой шар, нужно постоянно нагревать воздух внутри него.

Урок по физике на тему «Сила Архимеда»

Урок в по теме: « Архимедова сила »

7 класс

Н.Р. Никулкина

МБОУ СОШ №125

учитель высшей категории

Цель урока: сформировать понятие архимедовой силы.

Задачи: научить рассчитывать эту силу, выяснить, от чего зависит выталкивающая сила, действующая на тело в жидкости и газе;

в целях развития научного мировоззрения учащихся формировать умение наблюдать физические явления, анализировать их, делать выводы;

развивать экспериментальные навыки, активизировать познавательную деятельность учащихся путем решения проблемных задач;

прививать интерес к предмету, продолжить развитие логического мышления, творческой активности, формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, систематизировать знания.

Если в воду ты залез,

То теряет тело вес,

И вода при всем при этом

Вытесняется предметом.

Вытесняемый объем

Мы для жидкости измерим,

Точно вес ее найдем –

Вот и найдены потери.

Снизу сила Архимеда

На предметы в жидких

средах

Будет действовать везде,

Как и в газовой среде.

Силу вы нашли уже,

Перемножив g p V

I. Проверка знаний.

1 .Заполнение таблицы

Формула

Единица

измерения,

СИ

Прибор

Объем

V

V=Sh

м3

Линейка, мензурка

Масса

m

m=p V

кг

Весы

Вес

Р

P=m g

Н

Динамометр

Давление в жидкости

p

p= p gh

Па

Манометр

Выталкивающая сила F

F=g p V

Н

Динамометр

  1. Индивидуальный эксперимент: показать на опыте, что на тело, находящееся, в жидкости, действует выталкивающая сила.

Оборудование: динамометр, груз, стакан с водой.

  1. Расчетная задача:

В сосуд с водой погружен куб, длина ребра которого 12см. Уровень воды над верхней гранью куба 10см.

    1. Что можно сказать о силах, действующих на боковые грани параллелепипеда?

    2. Вычислить силу, действующую на верхнее основание параллелепипеда.

    3. Вычислите силу, действующую на нижнее основание.

    4. С какой силой параллелепипед выталкивается из воды?

4. Фронтальный опрос.

1. Какие известные вам из жизни явления указывают на существование выталкивающей силы?

2. Как доказать, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость?

3. Какова причина возникновения выталкивающей силы?

4.Как определяется выталкивающая сила?

Эту формулу мы выводили аналитически. Мы не ставили никаких экспериментов. Вот вы как теоретики, какое предположение можете сделать: от каких параметров зависит выталкивающая сила?

Как соотносится эта формула и некоторые явления.

  1. Качественные задачи.

1) Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу она не может сдвинуть его с места. Почему?

2) Ходить по берегу, усеянному галькой, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?

3) .Генерал нырнул в воду «солдатиком» и подвергся действию выталкивающей силы. Можно ли сказать, что вода выталкивала генерала в шею?

Итак, выталкивающая сила существует.

Проверим это на опыте. Посмотрим, как поработали ребята, и что у них получилось.

II. Проверка эксперимента.

Определить вес тела в воздухе.

Вес тела в воде.

Вывод — вес тела в воде меньше веса тела в воздухе.

Выталкивающая сила. Куда она направлена.

Доказали экспериментально, что выталкивающая сила существует и ее можно измерить с помощью динамометра.

Теперь посмотрим, как она рассчитывается.

III. Проверка расчетной задачи. Вывод: На все тела действует выталкивающая сила, за счет разности сил, действующих на верхнюю и нижнюю грани тела. Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой. В честь древнегреческого ученого Архимеда F=g V т.

IV. Проверка таблицы.

V. Экспериментальный вывод силы Архимеда.

Ведерком Архимеда.

Почему сократилась пружина при погружении цилиндра в воду?

Что нужно сделать, чтобы пружина заняла первоначальное положение?

Вывод: сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела.

Опыт подтвердил,

что архимедова сила равна весу жидкости в объеме тела (формула).

Как вы думаете, если бы подобный опыт проделать с телом, погруженным в какой-либо газ, как бы определялась сила Архимеда?

Определим вес тела, погруженного в жидкость.

Так как две силы, действующие на тело в этом случае, направлены в противоположные стороны (сила тяжести вниз, а архимедова сила вверх), то вес тела в жидкости P, будет меньше веса тела в вакууме Р = m*g. на архимедову силу

Можно записать: Р = Р — F , или Р = g m – g m

Закон Архимеда: если тело погружено в жидкость (или газ), оно теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (газ).

Экспериментально доказали, что сила Архимеда рассчитывается по формуле

F=g р V — это общая формула, закон Архимеда.

Какие величины у нас связались между собой?

Вернемся к таблице.

(V,p, F; вес вытесненной жидкости равен силе Архимеда — Р = F ; р = g h)

Выясним опытным путем, отчего и как зависит архимедова сила.

Опыт с яйцом (с разными жидкостями).

Вывод: Архимедова сила зависит от плотности жидкости F p

Опыт №1. (Оборудование: равноплечий рычаг, два груза (металлический и фарфоровый) равного веса, но разных объемов; два стеклянных сосуда с водой).

На равноплечем рычаге уравновесить в воздухе 2 груза. Подставить один из сосудов, заполненных водой, под металлический груз и поднять сосуд так, чтобы груз опустился в воду. Почему нарушается равновесие системы?

Опыт №2. То же самое проделать со вторым грузом. Равновесие снова нарушилось. Почему?

Опыт №3. К обоим грузам поднести сосуды с водой и поднять их так, чтобы началось погружение тел. Равновесие нарушится.

Проблема: почему нарушается равновесие уравновешенного в воздухе рычага с грузами одинакового веса, но различного объема, помещенными в жидкость?

Вывод: на тела действует архимедова сила, которая зависит от объема тела F V .

А теперь вы сами проведете очень важный опыт. Опыт фронтально: с алюминиевыми цилиндрами.

Медленно погружайте цилиндр в воду, наблюдая за показаниями динамометра. Что вы наблюдаете?

Вывод: архимедова сила зависит от объема погруженной части цилиндра, чем больше погружаем, тем больше сила Архимеда.

Закон: Тело, погруженное в жидкость (или газ), выталкивается вверх с силой, равной весу этой жидкости (или газа) в объеме тела или погруженной его части.

Выясним, от чего не зависит архимедова сила.

1) У вас на столах приборы, с помощью которых вы сейчас выясните, зависит ли сила Архимеда от глубины погружения тела внутри жидкости (опустить кусочек пластилина в сосуд с жидкостью, перемещать его ближе к поверхности жидкости или ко дну сосуда).

1) Вывод: Изменения веса тела не будет. Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела внутрь жидкости.

2)Выясним, зависит ли архимедова сила от формы тела, погруженного в жидкость. 1 ряд – шар, 2 ряд – куб, 3 ряд – пирамида. Определите силу.

2) Вывод: Архимедова сила не зависит от формы погруженного тела.

3) Выясним, зависит ли сила от плотности тела. Вычислите выталкивающую силу, действующую на алюминиевый и латунный цилиндры (определяют вес цилиндров в воздухе, в воде, выталкивающую силу).

3) Вывод: Сила не зависит от плотности тела.

Итак, на уроке мы доказали справедливость закона Архимеда практическим, опытным путем.

VI. Задачи на закрепление материала

1. Как с помощью закона Архимеда определить объем тела?

Оборудование: Тело массой 1кг из набора грузов, динамометр, сосуд с водой.

Находится динамометром вес груза в воздухе (10Н),

находится вес груза в воде (7Н), берется плотность воды из таблицы, делается расчет.

2. Масса червячка Емели, которого дядя Вася встретил и уговорил сходить на рыбалку — 0,008г, длина — Зсм, площадь поперечного сечения — 0,04см. Каков вес червячка на крючке в речке?

Переход к Д/з:

Архимед – греческий математик и механик (287-212гг. до н.э.), жил в г. Сиракузы о. Сицилия.

Предание донесло до нас курьезный случай из жизни Архимеда, связанный с открытием закона о погружении тел в жидкость. Как Архимед открыл закон рассказано в легенде об Архимеде. Два обстоятельства важны в легенде.

  1. Архимед нашел способ измерить объем твердого тела сложной формы.

  2. Он сопоставил веса различных веществ не друг с другом, а с весом воды, т.е. впервые обратил внимание на свойство тел, которое называется плотностью.

Домашнее задание § 49, легенда об Архимеде с. 183.

Задание 14 стр. 120

№ 628-Л.

Урок 15. основы гидромеханики — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 15. Основы гидромеханики

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1.Сила давления

2.Давление

3.Закон Паскаля

4.Гидростатическое давление

5.Атмосферное давление

6.Закон Архимеда

Глоссарий по теме

Гидростатика — раздел механики, в котором изучается равновесие покоящихся жидкостей и их давление на погруженные в них тела.

Давление – это величина равная отношению силы давления к площади поверхности, на которую эта сила действует.

Нормальное атмосферное давление – это величина давления, равная 760 мм рт. ст. или 101325 Па.

Сила Архимеда –выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Грачев А.В., Погожев В.А., Салецкий А. М., Боков П.Ю. Физика.10 класс. М.: Вентана-Граф, 2017. — С. 222 – 229.

Е.А. Марон, А.Е. Марон Сборник качественных задач по физике. М., Просвещение, 2006, С.36-50.

Основное содержание урока

Силой давления называется сила, действующая перпендикулярно некоторой поверхности.

Результатом действия силы давления является давление.

Отношение модуля силы давления F к площади поверхности S, на которую эта сила действует, называется давлением

Закон Паскаля.

Силы давления в данной точке покоящейся жидкости (газа) действуют во всех направлениях одинаково. При ведём простое доказательство закона.

Выделим в какой-нибудь точке покоящейся жидкости её малый объём в форме прямоугольного параллелепипеда или куба.

Если кубик покоится, значит сумма сил, действующих на его 6 граней равна нулю. Это означает, что силы, действующие попарно на противоположные грани куба, равны по модулю, а, следовательно, и давления будут равны по всем направлениям.

Ввиду произвольности ориентации выбранного нами малого объёма жидкости, очевидно, что давление по всем направлениям должно быть одинаково.

Гидростатическое давление. Атмосферное давление.

Это давление, оказываемое «столбом» жидкости на уровне плоскости своего нижнего основания.

Выделим в покоящейся жидкости «столб» — цилиндр высотой h и площадью основания S, верхнее основание которого совпадает со свободной поверхностью жидкости.

По первому закону Ньютона сумма проекций трех сил, действующих на столб жидкости: силы атмосферного давления, силы тяжести и силы давления жидкости- равна нулю

Fp– mg – Fатм = 0;

Но так как mg=ρ·V·g=ρ·S·h·g; Fp = p·S; Fатм = pатм ·S,

Получим p = pатм+ ρ·g·h;

где pатм — атмосферное давление; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения; h – глубина.

Величина ρ·g·h называется гидростатическим давлением.

Атмосферное давление – это давление в какой-нибудь точке атмосферы.

Нормальное или среднее значение атмосферного давления равно 760 мм ртутного столба, что соответствует 101325 Па. Т.е. 1 мм рт. ст. = 133,322 Па.

Зависимость атмосферного давления от высоты имеет сложный вид из-за сжимаемости воздуха (в отличие от жидкостей).

Закон Архимеда. Сила Архимеда.

Выделим в жидкости объем прямоугольного параллелепипеда, ориентированного для удобства анализа так, чтобы нижняя и верхняя грани были параллельны поверхности жидкости

На тело в жидкости действуют сила тяжести и силы давления со стороны жидкости. Давление на боковые стенки равны. Сила давления снизу больше, чем сила давления сверху. Разность этих двух сил и есть выталкивающая сила – сила Архимеда.

FA=p2 S — p1 S =S( p2 — p1) = ρ g S(h2 – h1) = ρ gV

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости.

где – плотность жидкости; g — ускорение свободного падения; Vm – объём погруженной в жидкость части тела

Разбор тренировочных заданий

1. Найдите силу нормального атмосферного давления на грань куба с ребром 1 м. Округлите до целых кПа.

Варианты ответов:

1) 100;

2) 125;

3) 101;

4) 110

Решение. По определению сила давления равна F = p x S;

Нормальное атмосферное давление p = 101325 Па; площадь грани куба (1м)2 = 1м2;

Получим значение силы давления F = (101325 Н/м2 ) х (1 м2) = 101325 Н =101,325 кН.

Ответ: 3) 101

2. В первой строке таблицы приведены значения атмосферного давления на разных высотах. Занесите во вторую строку соответствующие значения высот из перечня: h1, h2, h3, h4, если известно, что h3 > h4 > h1 > h2

P (мм рт. ст.)

738

750

550

525

h(м)

Решение. Как известно, давление атмосферы падает с высотой. Выпишем в порядке убывания давления: 750,738,550,525. Из приведённого неравенства имеем, что наименьшая высота h2, затем h1, h4 и h3. Наименьшей высоте соответствует наибольшее давление и т.д. Высота растёт, давление падает. Или наоборот. В таблицу теперь под каждым давлением впишем соответствующее значение высоты.

Ответ:

P (мм рт. ст.)

738

750

550

525

h(м)

h1

h2

h4

h3

Сценарий к уроку по физике «Сила Архимеда. Закон Архимеда».

Сценарий открытого урока.

Физика. 7 класс. Закон Архимеда.

 

Этап урока.

(номер слайда)

 

 

Контрольные вопросы.

Краткое содержание.

 

Действие учащихся.

Примерные ответы.

 

Контроль

Времени

(мин)

1. Приветствие.

Организационная часть.

— Приготовились к занятию. Подровнялись. Настроились на занятие. Здравствуйте. Присаживайтесь.

— Староста готовит список отсутствующих.

Подготовка к занятию.

Приветствие.

1

2. проверка готовности Д/З

(Слайды 2-4)

Обозначьте тему прошлого урока

Вопросы:

1. Какое действие оказывают  жидкости и газа на погруженное в них тело?

2. Обозначьте направление действующих на тело сил и укажите результирующий вектор силы.

3.Как вычислить величину выталкивающей силы? Расчетная формула. Связь с весом жидкости.(вывод формулы)

4. Как экспериментально можно обнаружить выталкивающую силу, действующую на помещенное в жидкость тело?

— действие выт. Силы на погруженное в жидкость тело

— выталкивающее

— делают рисунок на доске

— на доске расчетная формула

— опыт по обнаружению силы

Словесно либо наглядно

8

3. Цели урока

(слайд 5)

— итак, вместе мы вспомнили физическую природу возникновения  выталкивающей силы, действующею со стороны жидкости или газа на погруженное в них тело.

Считается, что данную силу открыл древнегреческий ученый, философ, математик —  Архимед. И сила получила название в честь своего первооткрывателя – Архимедова сила.

Сейчас откройте тетради. На полях – дату.

Тема сегодняшнего урока сила Архимеда. Закон Архимеда.

Что это за сила?

Отлично,  теперь следует установить  цели урока, чтобы исследовать силу архимеда на практике.

 К примеру, мы изучили ее в теории, а как она выглядит на практике? Какую цель поставим?

Данная сила не имеет постоянного значения и в различных условиях среды и на разные тела она действует не одинаково. Какую задачу здесь установим?

А следует ли знать, где возможно применять полученные знания?? Какую задачу поставим здесь перед собой?

И последнее, собрав информацию из наших исследований исследованию, где стоит ее применять? В рамках предмета физики.

И это еще одна наша задача урока.

Обсуждение целей

Проводят необходимые записи в тетрадь

Это выталкивающая сила

обнаружить наличие силы, выталкивающей тело из жидкости на опытах;

установить от каких факторов она зависит;

обозначить области применения Архимедовой силы;

применить полученные знания для решения различных типов задач

1

4. ОНЗ

(слайды

   6 — 13)

— Архимедова сила. (слайды 6)

— Сообщение учащихся Легенда об Архимеде.(слайд 7-10 история)

Опыт и вывод по легенде (слайд 11-13)

— запись в тетрадь

-сообщение учащегося «Легенда об Архимеде»

-записывают выводы опытов

8

5. Опытные установки

Слайды 14-15

Слайд 18  изменение веса тела

Слайд 19 опыт с ведерком

Участвуют в обсуждении. Помогают проводить анализ проводимым опытам

5

6.  ОНЗ

(Слайд 16-18  )

следствие опытов

Закон Архимеда, сила Архимеда.

Записывают выводы по проделанным опытам

5

7 выводы

Слайд 19

— перед нами список параметров системы.

Оцените зависимость архимедовой силы от перечисленных пунктов.

Слайд 20 (ответ)

Слайд 21 повторительный вывод

Анализируют  и расставляют зависимость силы. Записи проводят в рабочую тетрадь

2

8.

 область применения выталкивающей силы

Слайд 22

Демонстрация воздушного шара с гелием.

-давайте обсудим и определим – где возможно применение архимедовой силы.

Аэродинамика (летательные аппараты)

Гидродинамика (судоходство)

1

9. Патриотическое воспитание

Слайд 23-24

Перед нами портреты ученых. Российских. Внесших значимый вклад в развитие гидро-аэродинамики.

Существует даже такое понятие – эпоха Бернулли-Эйлера. Это обоснованно большим прогрессом развитии науки в области  гидро-аэродинамики.

Стоит отметить вклад таких деятелей как Можайский Александр Федорович и Циолковский Константин Эдуардович.

Записывают необходимую информацию, дополняют.

1

10. применение знаний на практике.

(Слайды 25-30)

— итак, пред нами ряд фотоиллюстраций.

Что вы видите с точки зрения физики?

Где возможно такое действие?

А в нашем регионе?

Предлагаю рассчитать выталкивающую силу в данных озерах.

Что для этого нужно знать?

Используем дополнительную информацию.

Действие выталкивающей силы.

В соленой воде. Море.

Мертвое море. озеро Эльтон. озеро Баскунчак.

Плотность воды. Объем человека.

2

11. качественные задачи

Слайды 31-34

1)      Одинаковы

2)      Лед, дерево, пробка

3)      Сила Архимеда и сила тяжести

4)      20 Н

4

12. Рефлексия

СЛАЙД 35

Что вы узнали сегодня на уроке?

Чему научились?

Что для вас было наиболее сложным?

 

1

13. домашнее задание выставление оценок.

СЛАЙД 36

§ 50, 51, упр.26 (3-5),

Читать раздел «Это интересно».

 

1

Итого:

   

40

▶▷▶ контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда

▶▷▶ контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда
ИнтерфейсРусский/Английский
Тип лицензияFree
Кол-во просмотров257
Кол-во загрузок132 раз
Обновление:07-11-2018

контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда — Yahoo Search Results Yahoo Web Search Sign in Mail Go to Mail» data-nosubject=»[No Subject]» data-timestamp=’short’ Help Account Info Yahoo Home Settings Home News Mail Finance Tumblr Weather Sports Messenger Settings Yahoo Search query Web Images Video News Local Answers Shopping Recipes Sports Finance Dictionary More Anytime Past day Past week Past month Anytime Get beautiful photos on every new browser window Download Контрольная работа по теме: «Архимедова сила» 7 класс pedportalnet/starshie-klassy/fizika/kontrolnaya Cached Контрольная работа по теме : «Архимедова сила » ( 7 класс , УМК Перышкин А В, 4 варианта с ответами) контрольная работа по физике для 7 класса на тему:quot infourokru/kontrolnaya_rabota_po_fizike_dlya_ 7 Cached › Тесты › Контрольная работа по физике для 7 класса на тему:»Давление, сила Архимеда » Контрольная работа по физике для 7 класса на тему:»Давление, сила Архимеда » Контрольные работы по физике 7 класс infourokru/kontrolnie-raboti-po-fizike-klass Cached cкачать: Контрольные работы по физике 7 класс Контрольная работа №1 по теме «Первоначальные сведения о строении вещества» Контрольные и самостоятельные работы по физике 7 класс к allengorg/d/phys/phys277htm Cached Контрольные и самостоятельные работы по физике 7 класс к учебнику Перышкина АВ — Громцева ОИ Контрольная работа по физике по теме «Сила Архимеда lobanovmoysu/load/kontrolnye_i_samostojatelnye_raboty/ Cached Главная » Файлы » Контрольные и самостоятельные работы Контрольная работа по физике по теме » Сила Архимеда » [ Скачать с сервера (52 Kb) ] Контрольные работы по физике 7 класс samopodgotovkacom/indexphp/fizika/20-kontrolnye-raboty Cached Контрольные работы по физике представлены в нескольких вариантах по каждой теме курса физики 7 класса Каждая контрольная работа содержит ответы на все задания для самопроверки контрольная работа по физике 7 класс давление газов жидкостей wwwboomleru/ Cached ФИЗИКА Контрольные работы по физике 7 класс Контрольная работа по физике 7 класс Тема: «Давление твердых тел, жидкостей и газов» КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ 7 КЛАСС — физика, тесты kopilkaurokovru/fizika/testi/kontrol-nyie Cached Контрольная работа №1 по теме «Строение вещества» Вариант 1 К каждому из заданий даны четыре варианта ответа, из которых только один правильный Контрольная работа по физике по силе архимеда › Лучшие hotelewamru/kontrolnie-raboti/kontrolnaya Cached Контрольная работа по физике для 7 класса на тему:»Давление, сила Архимеда » Алюминиевый брусок массой 0,27 кг опущен в спирт Контрольная работа по физике 7-9 класс globuss24ru/doc/kontrolynaya-rabota-po-fizike- 7 Cached Контрольные работы для учащихся 8 класс № 1 «Тепловые явления» Цель: проверить усвоение знаний учащимися по теме Promotional Results For You Free Download | Mozilla Firefox ® Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of Yahoo 1 2 3 4 5 Next 8,420 results Settings Help Suggestions Privacy (Updated) Terms (Updated) Advertise About ads About this page Powered by Bing™

  • то тело: А Всплывает Б Тонет В Находится в равновесии в Читать ещё Инфоурок › Физика › Другие методич материалы › Контрольная работа по физике по теме » Сила Архимеда » ( 7 класс ) Контрольная работа по физике по теме » Сила Архимеда » ( 7 класс ) скачать материал библиотека материалов Контрольная работа по теме « Сила Архимеда » Вариант-1 1Два шарика
  • действующая на погруженное в жидкость тело
  • меньше архимедовой силы

погруженный в воду? Плотность воды 1000кг/м3 Скрыть 2 Контрольная работа по физике для 7 класса на тему infourokru › …fizike…7…temudavleniesila_arhimeda… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Сайт – выбор пользователей Подробнее о сайте Данная контрольная работа на тему :»Давление твердых тел и жидкостей

физика Тема : Давление prodlenkaorg › metodicheskie-razrabotki…7-klass… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Должность автора

  • smarter
  • 4 варианта с ответами) контрольная работа по физике для 7 класса на тему:quot infourokru/kontrolnaya_rabota_po_fizike_dlya_ 7 Cached › Тесты › Контрольная работа по физике для 7 класса на тему:»Давление
  • 27 кг опущен в спирт Контрольная работа по физике 7-9 класс globuss24ru/doc/kontrolynaya-rabota-po-fizike- 7 Cached Контрольные работы для учащихся 8 класс № 1 «Тепловые явления» Цель: проверить усвоение знаний учащимися по теме Promotional Results For You Free Download | Mozilla Firefox ® Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster

контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда — Все результаты Контрольная работа по физике по теме»Сила Архимеда» (7 класс) › Физика Похожие 23 мар 2016 г — Контрольная работа по теме « Сила Архимеда » Вариант-1 1Два шарика, свинцовый и железный, равной массы подвешены к контрольная работа по физике для 7 класса на тему — Инфоурок › Физика Похожие Контрольная работа по физике для 7 класса на тему :»Давление, сила Архимеда » скачать материал библиотека материалов Контрольная работа по Физика — 7 класс Контрольная работа по теме «Сила Архимеда Контроль знаний скачать для интерактивной доски Контрольная работа по теме: «Архимедова сила» 7 класс 27 мар 2015 г — Контрольная работа по теме : «Архимедова сила» ( 7 класс , УМК Перышкин Учебно-методический материал по физике ( 7 класс ) на тему : для творческих групп для исследования зависимости силы Архимеда от Контрольная работа по физике «Сила Архимеда Плавание тел», 7 Контрольная работа по физике » Сила Архимеда Плавание тел», 7 класс Категория: Физика 26072016 14:16 КР в форме презентации Контрольная работа по физике «Закон Архимеда» (7 класс) — Знанио Контрольная работа по физике «Закон Архимеда » ( 7 класс ) — в разделе знания для решения задач определенного типа по данной теме или разделу Видео 18:54 Физика Сила Архимеда 7 класс Что это такое и решение задач Исследуй и Узнавай YouTube — 31 янв 2017 г 10:16 СИЛА Архимеда 7 класс | Романов Владимир Романов — физика YouTube — 12 февр 2016 г 5:17 Физика Решение задач на тему: «Сила Архимеда» (7 класс) Исследуй и Узнавай YouTube — 31 янв 2017 г Все результаты Контрольная работа по теме «Сила Архимеда Плавание тел ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ФИЗИКЕ 7 класс Давление твердых тел, жидкостей и газов Урок 54 Контрольная работа по теме « Сила Архимеда Контрольная работа, 7 класс , физика Тема: Давление Сила 5 нояб 2015 г — Павлодара» Должность автора, учитель физики Контрольная работа №3, 7 класс Тема :Давление Сила Архимеда Цель: Проверить Контрольная работа по теме: «Давление Сила Архимеда Похожие 23 апр 2015 г — Контрольная работа «Давление Сила Архимеда Плавание тел» Генденштейн, 7 класс I вариант II вариант 1 Найдите давление Контрольная работа по теме: « Архимедова сила Плавание тел Похожие 7 янв 2015 г — Скачать: контрольная работа по теме : архимедова сила плавание тел 7 класс владение основными понятиями и законами физики : масса тела, плотность вещества, сила тяжести, вес тела, сила Архимеда ; 7 задание – решение задачи с кратким ответом (дополнительное Картинки по запросу контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда «cl»:6,»cr»:6,»id»:»hchMhnO_a6rQWM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:74,»oh»:991,»ou»:» «,»ow»:768,»pt»:»zvonoknaurokru/Kirill/183/201jpg»,»rh»:»zvonoknaurokru»,»rid»:»dh4QQIyDXV104M»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»Звонок на урок»,»th»:95,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcSuk3FIJqkyiHTdO2h7CohgfFZTsgOcMqfUO5PjGsV0ubnpoBanCHK9sg»,»tw»:74 «id»:»t0CZ5mc7CuVCeM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:127,»oh»:197,»ou»:»http://%D0%BE%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D1%8B%D0%B9%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%80%D1%84/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/312841/img1jpg»,»ow»:496,»pt»:»%D0%BE%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D1%8B%D0%B9%D»,»rh»:»xn--i1abbnckbmcl9fbxn--p1ai»,»rid»:»RwMjctsSp2cZBM»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»Фестиваль педагогических идей»,»th»:90,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcSfeuNrmELItyqwSpS1fVlxua4dt7dNXXQMDgXRaSzlaBWaAcgqWHZnOJ2R»,»tw»:227 «id»:»HGSkhkhIYj-TlM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:127,»oh»:794,»ou»:» «,»ow»:1058,»pt»:»ds04infourokru/uploads/ex/0077/000caaa6-e1acf4c9″,»rh»:»infourokru»,»rid»:»xhZPSb1lj4S6vM»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»Инфоурок»,»th»:95,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcSTXOFEDPAxMbzzk4jdVQOzlw3siVmqIEPPqhQfwk_0DvEjpMAbEU93rw»,»tw»:127 «id»:»-8R1JJKQ7PjxiM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:127,»oh»:480,»ou»:» «,»ow»:640,»pt»:»arhivurokovru/multiurok/b/2/0/b205b7634b1c7efbebd»,»rh»:»multiurokru»,»rid»:»E7x9JvWJKcuz2M»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»Мультиурок»,»th»:95,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcQ22zeGJvQ-9USlkCs—ilElMhSAVKn4W-2eLtkfd6GPlh8yDkxxd0QnA»,»tw»:127 «id»:»OPeXkH7OWFmI8M:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:129,»oh»:794,»ou»:» «,»ow»:1058,»pt»:»ds04infourokru/uploads/ex/0077/000caaa6-e1acf4c9″,»rh»:»infourokru»,»rid»:»xhZPSb1lj4S6vM»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»Инфоурок»,»th»:97,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcSrLHGbKw3ivjNozVok2Q2GlWG_iQZVAQlwRih4GZO670e52oUFz11QmLas»,»tw»:129 Другие картинки по запросу «контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда» Жалоба отправлена Пожаловаться на картинки Благодарим за замечания Пожаловаться на другую картинку Пожаловаться на содержание картинки Отмена Пожаловаться Все результаты Контрольные работы по физике в 7 классе к учебнику Пёрышкина Контрольные работы по физике в 7 классе к учебнику Пёрышкина АВ 2 Контрольная работа 1 по теме «Строение вещества Механическое Изобразите эту силу на чертеже в выбранном масштабе 3 Найдите ЗАКОН АРХИМЕДА И ПЛАВАНИЕ ТЕЛ IV Давление Закон Архимеда и плавание тел 16 Контрольная работа по физике 7 класс по теме «Архимедова сила» Похожие 2 нояб 2016 г — Данная контрольная работа дает возмодность проверить знания учащихся 7 класса по теме «Архимедова сила » Первые три задачи Закон Архимеда Физика, 7 класс: уроки, тесты, задания — ЯКласс › › 7 класс › Давление твёрдых тел, жидкостей и газов Теоретические уроки, тесты и задания по предмету Закон Архимеда , Давление твёрдых тел, жидкостей и газов, 7 класс , Физика Задания составлены Сила Архимеда, конспект урока 7 класс — Издательство «Дрофа › › Конкурс методических разработок «Я учу физике» Предмет: физика Тема урока: Архимедова сила Класс : 7 Тип урока: урок и увеличения, решать простейшие задачи на применение силы Архимеда , Урок: «Сила Архимеда Условие плавания тел» открытыйурокрф/статьи/565043/ Предлагаемая разработка урока предназначена для 7 -го класса Тимофеева Нюргустана Гаврильевна, учитель физики Проверка умений учащихся решать расчетные задачи на нахождение силы Архимеда ; Значит сегодня мы повторяем тему : “ Сила Архимеда Условие плавания тел” Слайд 2 ФИЗИКА 7 КЛАСС — КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ В НОВОМ ФОРМАТЕ zvonoknaurokru/load/kontrolnye_raboty_v_novom_formate/fizika_7_klass/201 7 авг 2014 г — ФИЗИКА 7 КЛАСС | Просмотров: 2882 | Загрузок: 0 | Добавил: admin | Дата: 07082014 поэлементный анализ усвоения темы , а также систематическую подготовку к Дидактические материалы « Контрольные работы по физике в новом КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА » СИЛА АРХИМЕДА » Помогите решить! Физика 7 класс, самостоятельная работа, по теме › 5 — 9 классы › Физика Нажми, чтобы увидеть ответ на свой вопрос ✍ : Помогите решить! Физика 7 класс , самостоятельная работа , по теме : сила архимеда , плавание тел Не найдено: контрольные [DOC] Рабочая программа по физике для 7-9 классов (8)doc АВЧеботарева Тесты по физике 7 класс Издательство «Экзамен»,2011 По программе за год учащиеся должны выполнить 4 контрольные работы и 10 лабораторных работ Основное Закон Архимеда Условие плавания тел Исследование зависимости удлинения пружины от приложенной силы Закон Архимеда, формула и примеры решений — SolverBook rusolverbookcom › Справочник › Механика › Гидростатика Похожие Подробная теория про силу Архимеда в физике Формулы и Задание, Вес тела в воде в 2, 7 раза меньше, чем в воздухе По условию задачи : контрольная работа по физике 7 класс давление закон архимеда profcareerru//kontrolnaia-rabota-po-fizike-7-klass-davlenie_-zakon-arkhimedaxml контрольная работа по физике 7 класс давление закон архимеда — Все результаты контрольная работа по физике для 7 класса на тему — Инфоурок Физика harmony29ru/indexphp/maestro по физике Контрольная работа по физике за 1 полугодие ( 7 класс ) Механическое движение Масса Плотность Силы Закон Архимеда Условия плавания тел 7 класс Самостоятельная работа по теме В мире кодов, 5 класс Задачи на закон Архимеда fcioreduru › Каталог › Основное общее образование Контрольная работа содержит 3 расчетные задачи по теме «Закон Архимеда » с возможностью их автоматизированной Обучаемый, Преподаватель Класс 7 , 8, 9 Тип: Контрольный xml Физика / Выталкивающая сила Закон Ответы@MailRu: помогите контрольная работа по физике 7 класс › Образование › Дополнительное образование Похожие 5 ответов 5 нояб 2012 г — я еще во 2 классе ! Роман Белозёров Знаток (308) 6 лет назад · чё помогать то Никита Захарюженков Ученик (114) 6 лет назад [DOC] Физика — МЕЖДУНАРОДНАЯ Лингвистическая Школа mlshru/files/2018-08/66122f67bffe30e337b27a15e1a9a83fdocx Учебник: АВ Пёрышкин, « Физика 7 класс », « Физика 8класс», « Физика 77, 30, Контрольная работа № 2 по теме « Сила Архимеда Плавание тел» [PDF] Демоверсия контрольной работы по физике 1srscoolozinkilbihostru/wp-content/uploads/sites/134//ПА-ФИ-7-класс-16-17pdf Демоверсия контрольной работы по физике Класс : 7 «а», 7 «б», 7 «в», 7 «г » Учебный год: 2016-2017 сила Архимеда , действующая на тело? С1 Решение задач на расчет выталкивающей силы Видеоурок Смотреть видео урока по физике 7 класс о решении задач на расчет На данном уроке, тема которого: «Решение задач на расчет выталкивающей силы», мы Каково значение силы Архимеда , действующей на полностью [DOC] 7 классdocx pedagogmosregru/media/download/529187575E33CE2D98DBB9B69CD2A71B Похожие Рабочая программа по физике для 7 класса составлена на основе примерной выполнение практической части курса: 7 лабораторных работ, 6 контрольных работ « Сила Архимеда Плавание тел» Темы занятий, Кол-во Физика 7 класс, СФЕРЫ wwwseninvg07narodru/004_fiz_prez_s_7htm Проекты интерактивных уроков к учебнику физики 7 класса (автор ВВ Белага) жидкостей и газов» · Контрольная работа по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов» Глава 7: Закон Архимеда Плавание тел Лабораторная работа № 7 «Определение выталкивающей силы , действующей на Примерные варианты контрольных работ и проверочных тестов › Моим любимым ученикам › 7 класс Похожие Моим любимым ученикам · 7 класс Примерные варианты контрольных работ и проверочных тестов Как решать задачи по физике ? Контрольная работа » Сила Архимеда » Тест 7 обобщение темы Взаимодействия тел Итоговая контрольная работа по теме «Взаимодействие тел» в новом формате [PDF] программа по физике для 7 класса общеобразовательных samaraschool15ru/information/education/curriculum/fr7pdf Похожие « Физика 7 класс » отражает основные идеи и содержит предметные темы об- Сила упругости — это сила , возникающая при деформации тела Урок – контрольная работа — урок проверки, оценки и корректировки 7 Закон Архимеда Плавание тел (6 ч) Действие жидкости и газа на погруженное в Урок — игра «Физический квест» по теме: «Архимедова сила 15 янв 2018 г — Методические разработки по Физике для 7 класса по УМК А В Пёрышкина проверочных и контрольных работ и не волноваться чрезмерно Сила тяжести, действующая на мячик, меньше силы Архимеда КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ 7 КЛАСС — физика, тесты Похожие 18 февр 2016 г — Контрольная работа №1 по теме Строение веществаВариант 1К каждому из заданий даны четыре варианта ответа, из которых КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ 7 КЛАСС действием силы тяжести на жидкость Контрольная работа №4 по теме «Закон Архимеда Плавание тел [PDF] РП — Физика 7 класс ФГОС Аннотация к рабочей программе по физике для 7 класса (ФГОС) Рабочая В процессе реализации рабочей программы решаются не только задачи общего соприкосновения тел и силы нормального давления, силы Архимеда от объема Предметными результатами обучения по данной теме являются: [PDF] Рабочая программа «физика» (7-9 класс) — МБОУ СОш №19 sosh29edubratskru/files/fizik3pdf В результате изучения курса физики 7 класса ученик должен: Контрольная работа №5 по теме « Сила Архимеда Плавание тел» 1 60 Работа Сила Архимеда Закон Архимеда :: Класс!ная физика class-fizikanarodru/7_archimhtm Похожие ИНТЕРЕСНО, что сила Архимеда равна нулю, когда погруженное в жидкость Другие страницы по темам физики за 7 класс : Механическая работа Действие жидкости и газа на погружённое в них тело Закон Перейти к разделу § 3 Краткие итоги по теме урока — Кирик ЛА Физика — 7 Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы М: Илекса [DOC] Четверть www74450s004edusiteru/sveden/files/fa2d7493-7c8f-4611-a4d2-b527cb4a0af5doc Рабочая программа по физике для 7 класса составлена на основе Федерального 17/7 Контрольная работа №1 по теме «Механическое движение тел» Решение задач по теме « Сила Архимеда Условия плавания тел» ЦОРы по физике 7 класс mickotsshkalininskayaedusiteru/p19aa1html Похожие ЦОРы по физике 7 класс ВВЕДЕНИЕ Контрольная работа ИНТЕРАКТИВНЫЕ Рисунок «Вывод формулы силы Архимеда » · Анимация со звуком Презентация по физике на тему: «Сила Архимеда», 7 класс 6 нояб 2016 г — Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем Контрольная работа по физике 7 класс «Давление Сила 6 дек 2016 г — Материал по физике Контрольная работа по физике 7 класс «Давление Сила Архимеда » [PDF] ФИЗИКА 7 класс Пояснительная записка Школьный курс физики gymnasium42ru/wp-content/uploads/2015/08/ФИЗИКА-7-классpdf Изучение строения вещества в 7 классе создает представления о плавания тела в жидкости от действия силы тяжести и силы Архимеда ; — Кратковременная контрольная работа по теме «Давление в жидкости и газе [PDF] РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ФИЗИКЕ 7-9 классы — Средняя основного общего образования ( Физика 7 -9 классы АВПерышкин, Контрольная работа по теме «Первоначальные сведения о строении вещества» Универсальные поурочные разработки по физике 7 класс wwwvacoru/catalog/catalogphp?ID=1079 Похожие В книге представлены подробные разработки уроков физики в 7 классе для Контрольная работа по теме « Сила Архимеда Плавание тел»; Вариант [XLS] Физика 7 класс s15001edu35ru/attachments/article/666/график%20крФизика%207%20классxls 1, Наименование, КТП по физике 7 класс 2, Предмет, Физика 24, Контрольная работа №1 «Механическое движение Плотность», 20 34, Контрольная №2 по теме » Сила Равнодействующая сил», 30 51, Закон Архимеда 47 [PDF] Презентация проекта «Сила Архимеда» Волокушина АС, учитель wwwnironnovru/?id=26127 Физика 7 класс основе вопросов, изученных в теме : «Давление в жидкости и газе», самостоятельно или под руководством учителя цель и задачи Сила Архимеда — Простая физика › › Динамика › Гидродинамика › Сила Архимеда Похожие 11 окт 2015 г — В статье предложен разбор задач на силу Архимеда Нужно тел и силой Архимеда Как обычно, сначала пытаемся решить задачи Такой объем воды весит 7 ,5 тонн – это легко понять, помня величину плотности воды 8 класс · Сила Архимеда : задачи для подготовки к олимпиадам [PDF] Рабочая программа по физике для 7-9 классов school102ru//Рабочая%20программа%20%20по%20предмету%20%20Физика% Свойства силы трения 5 Сложение сил 6 Барометр 7 Опыт с шаром Паскаля 8 Опыт с ведерком Архимеда Лабораторная работа : Измерение [PDF] Рабочая программа по физике для 7 класса 2017-2018 учебный школа174рф/wp-content/uploads/7РП_физика_7-класс_Лахтаеваpdf Громцева ОИ Контрольные и самостоятельные работы по физике 7 темы Тема Кол- во часов Из них Контрольные работы Лабораторные работы Закон Архимеда 7 Определение выталкивающей силы , действующей на Вместе с контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда часто ищут контрольная работа по физике 7 класс сила архимеда ответы контрольная работа по физике 7 класс архимедова сила плавание тел ответы контрольная работа по теме архимедова сила условия плавания тел контрольная работа по физике 7 класс архимедова сила ответы 74 архимедова сила контрольная работа контрольная работа по физике 7 класс сила архимеда плавание тел контрольная работа по физике 7 класс архимедова сила решение контрольная работа по теме давление закон архимеда и плавание тел Навигация по страницам 1 2 3 4 Следующая Ссылки в нижнем колонтитуле Россия — Подробнее… Справка Отправить отзыв Конфиденциальность Условия Аккаунт Поиск Карты YouTube Play Новости Почта Контакты Диск Календарь Google+ Переводчик Фото Ещё Документы Blogger Hangouts Google Keep Подборки Другие сервисы Google

Яндекс Яндекс Найти Поиск Поиск Картинки Видео Карты Маркет Новости ТВ онлайн Музыка Переводчик Диск Почта Коллекции Все Ещё Дополнительная информация о запросе Показаны результаты для Нижнего Новгорода Москва 1 Контрольная работа по физике по теме » Сила » infourokru › …fizike…temesila-arhimeda…975715html Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Сайт – выбор пользователей Подробнее о сайте Инфоурок › Физика › Другие методич материалы › Контрольная работа по физике по теме » Сила Архимеда » ( 7 класс ) Г Среди ответов нет правильного 3Если сила тяжести, действующая на погруженное в жидкость тело, меньше архимедовой силы , то тело: А Всплывает Б Тонет В Находится в равновесии в Читать ещё Инфоурок › Физика › Другие методич материалы › Контрольная работа по физике по теме » Сила Архимеда » ( 7 класс ) Контрольная работа по физике по теме » Сила Архимеда » ( 7 класс ) скачать материал библиотека материалов Контрольная работа по теме « Сила Архимеда » Вариант-1 1Два шарика, свинцовый и железный, равной массы подвешены к коромыслу весов Г Среди ответов нет правильного 3Если сила тяжести, действующая на погруженное в жидкость тело, меньше архимедовой силы , то тело: А Всплывает Б Тонет В Находится в равновесии в любом месте жидкости 4Чему равна архимедова сила , действующая на кусок алюминия объемом 2м3, погруженный в воду? Плотность воды 1000кг/м3 Скрыть 2 Контрольная работа по физике для 7 класса на тему infourokru › …fizike…7…temudavleniesila_arhimeda… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Сайт – выбор пользователей Подробнее о сайте Данная контрольная работа на тему :»Давление твердых тел и жидкостей,атмосферное давление, сила Архимеда » Предназаначенна для 7 класса Содержит разноуровневые задания Задания среднего уровня — тестовые Всего восемь заданий Каждому задан Читать ещё Данная контрольная работа на тему :»Давление твердых тел и жидкостей,атмосферное давление, сила Архимеда » Предназаначенна для 7 класса Содержит разноуровневые задания Задания среднего уровня — тестовые Всего восемь заданий Каждому заданию предлагается три варианта ответов Задания следующего уровня — на соответствие обозначения физических величин, единиц обозначения и формул для расчета И третий вид заданий — расчетные Всего три задачи Первая- на расчет давления твердого тела;вторая задача- на расчет давления жидкости на стенку сосуда Третья задача — на расчет силы Архимеда Скрыть 3 7 класс Контрольная работа по теме » Сила Архимеда » kursotekaru › course/6111/lesson/22720 Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Физика Оглавление Занятия массе жидкости в объёме погружённого тела силе давления, действующей на тело снизу Читать ещё Физика Оглавление Занятия массе жидкости в объёме погружённого тела силе давления, действующей на тело снизу 1 2 3 4 5 6 7 8 ОТВЕТИТЬ Скрыть 4 Учебно-методический материал по физике ( 7 класс ) на nsportalru › Школа › Физика › …-sila-arhimeda-7klass Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Сайт – выбор пользователей Подробнее о сайте Контрольная работа содержит 10 вариантов по 7 заданий (задачи качественные и расчетные) Сила Архимеда 7 класс Контрольная работа по теме : «Архимедова сила » ( 7 класс , УМК Перышкин А В, 4 варианта с ответами) Каждый вариант содержит задачи различного уровня сложности Читать ещё Контрольная работа содержит 10 вариантов по 7 заданий (задачи качественные и расчетные) Тематика заданий : давление тел, выталкивающая сила , плавание тел Сила Архимеда 7 класс Опубликовано 24122016 — 11:31 — Тараканова Татьяна Михайловна Контрольная работа содержит 10 вариантов по 7 заданий (задачи качественные и расчетные) Контрольная работа по теме : «Архимедова сила » ( 7 класс , УМК Перышкин А В, 4 варианта с ответами) Каждый вариант содержит задачи различного уровня сложности, позволяет проверить уровень усвоен Контрольная работа по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов» 7 класс Контрольная работа Мне нравится Скрыть 5 Тест по физике к УМК Архимед 7 класс metod-kopilkaru › test_po_fizike…7_klass-48673htm Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Сила трения Энергия Работа Мощность Простые механизмы Механические колебания и волны Свинцовый шар и мыльный пузырь имеют равные объемы Равны ли по модулю архимедовы силы , действующие на эти шары в воздухе? Силы равны Большая сила действует на мыльный пузырь Читать ещё Сила трения Энергия Работа Мощность Простые механизмы Механические колебания и волны Вариант 1 Рычаг укреплен на оси вращения, проходящий через точку О На рычаг действует сила F1, равная 10 Н, приложенная в точке А Какую силу F2 нужно приложить в точке В и в каком направлении для того, чтобы рычаг находился в равновесии? Длина отрезка ОА равна 1 м, отрезка ОВ – 2 м 2 Свинцовый шар и мыльный пузырь имеют равные объемы Равны ли по модулю архимедовы силы , действующие на эти шары в воздухе? Силы равны Большая сила действует на мыльный пузырь Скрыть 6 Контрольная работа по теме : «Давление Сила Архимеда metod-kopilkaru › …sila-arhimeda…klass-58179html Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Контрольная работа «Давление Сила Архимеда Плавание тел» Сила Архимеда Плавание тел» Генденштейн, 7 класс « Физика : теория и методика преподавания в образовательной организации» Читать ещё Контрольная работа «Давление Сила Архимеда Плавание тел» Генденштейн, 7 класс I вариант II вариант Сила Архимеда Плавание тел» Генденштейн, 7 класс III вариант IV вариант « Физика : теория и методика преподавания в образовательной организации» Скрыть 7 Тест по физике Архимедова сила 7 класс testschoolru › 2017/12/01…po-fizike…sila-7-klass/ Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте testschoolru — школьные тесты , контрольные , самостоятельные и проверочные работы с ответами по школьным предметам Тест состоит из 12 заданий с выбором ответа 1 Архимедову силу рассчитывают по формуле Читать ещё testschoolru — школьные тесты , контрольные , самостоятельные и проверочные работы с ответами по школьным предметам Главная Обратная связь Тест по физике Архимедова сила 7 класс Тест по физике Архимедова сила для учащихся 7 класса с ответами Тест состоит из 12 заданий с выбором ответа 1 Архимедову силу рассчитывают по формуле 1) р = gρh 2) F = pS 3) F = gρжVт 4) F = kΔl 2 От какой величины зависит архимедова сила ? 1) Плотности вещества, из которого состоит тело 2) Плотности жидкости 3) Объёма жидкости 4) Толщины слоя жидкости над телом 3 Архимедова сила зависит от 1) глубины погруж Скрыть 8 Контрольные работы по физике 7 класс по теме сила Архимеда — смотрите картинки ЯндексКартинки › контрольные работы по физике 7 класс по теме сила Пожаловаться Информация о сайте Ещё картинки 9 Тест по физике Архимедова сила ( 7 класс ) с ответами obrazovakaru › test/po-fizike…sila-7-klass-s… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Тест « Сила Архимеда » ( 7 класс ) с ответами – прекрасный инструмент для самооценивания и подготовки к текущим и итоговым проверочным работам Рейтинг теста А какую оценку получите вы? Читать ещё Тест « Сила Архимеда » ( 7 класс ) с ответами – прекрасный инструмент для самооценивания и подготовки к текущим и итоговым проверочным работам Рейтинг теста А какую оценку получите вы? Чтобы узнать — пройдите тест Новые тесты Будь в числе первых на доске почета Предметы Скрыть 10 Урок физики в 7 классе по теме » Сила Архимеда » multiurokru › files/urok-fiziki…7-klassie-po…sila… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Урок по типу — урок изучения новой темы , урок-иследование Используется работа групп Презентация прилагается Тест по теме «Архимедова сила Плавание тел» урокрф › library/test_po_teme…sila…tel_201527html Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Методические разработки по Физике для 7 класса по УМК АВПёрышкин 1Какая сила возникает при погружении тела в жидкость? а) сила Архимеда б) сила Диффузия Модель идеального газа Тренировочный тест по теме «механическое движение», 10 класс Читать ещё Методические разработки по Физике для 7 класса по УМК АВПёрышкин 1Какая сила возникает при погружении тела в жидкость? а) сила Архимеда б) сила тяжести в)вес тела 2 Куда направлена эта сила ? а) вверх б) вниз в) горизонтально Диффузия Модель идеального газа Тренировочный тест по теме «механическое движение», 10 класс Скрыть Тест : Сила Архимеда — Физика 7 класс TestEduru › Предметы › Физика › 7 класс › Тест Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Получение сертификата о прохождении теста Доступно только зарегистрированным пользователям Скачать тест Сила Архимеда для работы в оффлайн Читать ещё Получение сертификата о прохождении теста Доступно только зарегистрированным пользователям Скачать тест Сила Архимеда для работы в оффлайн Скачать тест можно через сек Скачать тест Комментарии () Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии Скрыть Контрольная работа по физике по теме » Сила Архимеда » eryshovkaucozru › …kontrolnye…po_fizike…arkhimeda… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Методическая работа МО учителей математики, информатики, физики МО учителей начальных классов МО классных руководителей Категория: Контрольные и самостоятельные работы , раздаточные материалы | Добавил: Admin | Теги: Просмотров: 2994 | Загрузок: 673 | Комментарии: 1 | Рейтинг Читать ещё Методическая работа МО учителей математики, информатики, физики МО учителей начальных классов МО классных руководителей МО учителей естественно-научного цикла Категория: Контрольные и самостоятельные работы , раздаточные материалы | Добавил: Admin | Теги: Просмотров: 2994 | Загрузок: 673 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 40/2 Всего комментариев: 0 Скрыть Контрольная работа по физике 7 класс по теме videourokinet › razrabotki…po…7-klass-po…silahtml Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Контрольная работа 7 класс Вариант № 1 1Деревянный брусок объемом 0,00008 м3 плавает на поверхности керосина, наполовину погрузившись в него Какова действующая на него Архимедова сила ? Контрольная работа , 7 класс , физика Тема : Давление prodlenkaorg › metodicheskie-razrabotki…7-klass… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Должность автора, учитель физики Контрольная работа № 3, 7 класс Тема :Давление Сила Архимеда Цель: Проверить фактическийуровень сформированности предметных знаний по теме «Давление Сила Архимеда » Учащиеся должны: — знать формулы нахождения давления твёрдых Читать ещё Должность автора, учитель физики Контрольная работа № 3, 7 класс Тема :Давление Сила Архимеда Цель: Проверить фактическийуровень сформированности предметных знаний по теме «Давление Сила Архимеда » Учащиеся должны: — знать формулы нахождения давления твёрдых тел, жидкостей и газов; силы Архимеда ; -уметьвыражать неизвестную величину, переводить единицы измерения в СИ 1 вариант Скрыть Физика 7 класс : Архимедова сила Тест | Контроль знаний контрользнанийрф › arkhimedova-sila/ Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Тест по по теме » Физика 7 класс : Архимедова сила » Проверка ответа стразу Бесплатно, без регистрации, нет ограничения по времени В каком случае сила Архимеда , действующая на самолет, будет больше: у поверхности земли или на высоте 10 км? в обоих случаях равна нулю в обоих случаях Читать ещё Тест по по теме » Физика 7 класс : Архимедова сила » Проверка ответа стразу Бесплатно, без регистрации, нет ограничения по времени В каком случае сила Архимеда , действующая на самолет, будет больше: у поверхности земли или на высоте 10 км? в обоих случаях равна нулю в обоих случаях одинакова и отлична от нуля Скрыть Вместе с « контрольные работы по физике 7 класс по теме сила архимеда » ищут: контрольные и самостоятельные работы по физике 7 класс перышкин ответы итоговые контрольные работы по физике 7 класс дидактические материалы по физике 7 класс контрольные работы по физике 8 класс тесты по физике 7 класс контрольная работа по физике 7 класс физика 7 класс итоговая контрольная работа по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы по физике 7 класс контрольные работы по алгебре 7 класс 1 2 3 4 5 дальше Браузер Ускоряет загрузку файлов при медленном соединении 0+ Скачать

Когда возникает сила архимеда.

Выталкивающая сила

Закон Архимеда – закон статики жидкостей и газов, согласно которому на погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела.

История вопроса

«Эврика!» («Нашел!») – именно этот возглас, согласно легенде, издал древнегреческий ученый и философ Архимед, открыв принцип вытеснения. Легенда гласит, что сиракузский царь Герон II попросил мыслителя определить, из чистого ли золота сделана его корона, не причиняя вреда самому царскому венцу. Взвесить корону Архимеду труда не составило, но этого было мало – нужно было определить объем короны, чтобы рассчитать плотность металла, из которого она отлита, и определить, чистое ли это золото. Дальше, согласно легенде, Архимед, озабоченный мыслями о том, как определить объем короны, погрузился в ванну – и вдруг заметил, что уровень воды в ванне поднялся. И тут ученый осознал, что объем его тела вытеснил равный ему объем воды, следовательно, и корона, если ее опустить в заполненный до краев таз, вытеснит из него объем воды, равный ее объему. Решение задачи было найдено и, согласно самой расхожей версии легенды, ученый побежал докладывать о своей победе в царский дворец, даже не потрудившись одеться.

Однако, что правда – то правда: именно Архимед открыл принцип плавучести. Если твердое тело погрузить в жидкость, оно вытеснит объем жидкости, равный объему погруженной в жидкость части тела. Давление, которое ранее действовало на вытесненную жидкость, теперь будет действовать на твердое тело, вытеснившее ее. И, если действующая вертикально вверх выталкивающая сила окажется больше силы тяжести, тянущей тело вертикально вниз, тело будет всплывать; в противном случае оно пойдет ко дну (утонет). Говоря современным языком, тело плавает, если его средняя плотность меньше плотности жидкости, в которую оно погружено.

Закон Архимеда и молекулярно-кинетическая теория

В покоящейся жидкости давление производится посредством ударов движущихся молекул. Когда некий объем жидкости вымещается твердым телом, направленный вверх импульс ударов молекул будет приходиться не на вытесненные телом молекулы жидкости, а на само тело, чем и объясняется давление, оказываемое на него снизу и выталкивающее его в направлении поверхности жидкости. Если же тело погружено в жидкость полностью, выталкивающая сила будет по-прежнему действовать на него, поскольку давление нарастает с увеличением глубины, и нижняя часть тела подвергается большему давлению, чем верхняя, откуда и возникает выталкивающая сила. Таково объяснение выталкивающей силы на молекулярном уровне.

Такая картина выталкивания объясняет, почему судно, сделанное из стали, которая значительно плотнее воды, остается на плаву. Дело в том, что объем вытесненной судном воды равен объему погруженной в воду стали плюс объему воздуха, содержащегося внутри корпуса судна ниже ватерлинии. Если усреднить плотность оболочки корпуса и воздуха внутри нее, получится, что плотность судна (как физического тела) меньше плотности воды, поэтому выталкивающая сила, действующая на него в результате направленных вверх импульсов удара молекул воды, оказывается выше гравитационной силы притяжения Земли, тянущей судно ко дну, – и корабль плывет.

Формулировка и пояснения

Тот факт, что на погруженное в воду тело действует некая сила, всем хорошо известен: тяжелые тела как бы становятся более легкими – например, наше собственное тело при погружении в ванну. Купаясь в речке или в море, можно легко поднимать и передвигать по дну очень тяжелые камни – такие, которые не удается поднять на суше. В то же время легкие тела сопротивляются погружению в воду: чтобы утопить мяч размером с небольшой арбуз требуется и сила, и ловкость; погрузить мяч диаметром полметра скорее всего не удастся. Интуитивно ясно, что ответ на вопрос – почему тело плавает (а другое – тонет), тесно связан с действием жидкости на погруженное в нее тело; нельзя удовлетвориться ответом, что легкие тела плавают, а тяжелые – тонут: стальная пластинка, конечно, утонет в воде, но если из нее сделать коробочку, то она может плавать; при этом ее вес не изменился.

Существование гидростатического давления приводит к тому, что на любое тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила. Впервые значение этой силы в жидкостях определил на опыте Архимед. Закон Архимеда формулируется так: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу того количества жидкости или газа, которое вытеснено погруженной частью тела.

Формула

Сила Архимеда, действующая на погруженное в жидкость тело, может быть рассчитана по формуле: F А = ρ ж gV пт,

где ρж – плотность жидкости,

g – ускорение свободного падения,

Vпт – объем погруженной в жидкость части тела.

Поведение тела, находящегося в жидкости или газе, зависит от соотношения между модулями силы тяжести Fт и архимедовой силы FA, которые действуют на это тело. Возможны следующие три случая:

1) Fт > FA – тело тонет;

2) Fт = FA – тело плавает в жидкости или газе;

3) Fт

Часто научные открытия становятся следствием простой случайности. Но только люди с подготовленным умом могут оценить важность простого совпадения и сделать из него далеко идущие выводы. Именно благодаря цепи случайных событий в физике появился закон Архимеда, объясняющий поведение тел в воде.

Предание

В Сиракузах об Архимеде слагали легенды. Однажды правитель этого славного города усомнился в честности своего ювелира. В короне, изготовленной для правителя, должно было содержаться определенное количество золота. Проверить этот факт поручили Архимеду.

Архимед установил, что в воздухе и в воде тела имеют разный вес, причем разность прямо пропорциональна плотности измеряемого тела. Измерив вес короны в воздухе и в воде, и проведя аналогичный опыт с целым куском золота, Архимед доказал, что в изготовленной короне существовала примесь более легкого металла.

По преданию, Архимед сделал это открытие в ванне, наблюдая за выплеснувшейся водой. Что стало дальше с нечестным ювелиром, история умалчивает, но умозаключение сиракузского ученого легло в основу одного из важнейших законов физики, который известен нам, как закон Архимеда.

Формулировка

Результаты своих опытов Архимед изложил в труде «О плавающих телах», который, к сожалению, дошел до наших дней лишь в виде отрывков. Современная физика закон Архимеда описывает, как совокупную силу, действующую на тело, погруженное в жидкость. Выталкивающая сила тела в жидкости направлена вверх; ее абсолютная величина равна весу вытесненной жидкости.

Действие жидкостей и газов на погруженное тело

Любой предмет, погруженный в жидкость, испытывает на себе силы давления. В каждой точке поверхности тела данные силы направлены перпендикулярно поверхности тела. Если бы эти они были одинаковы, тело испытывало бы только сжатие. Но силы давления увеличиваются пропорционально глубине, поэтому нижняя поверхность тела испытывает больше сжатие, чем верхняя. Можно рассмотреть и сложить все силы, действующие на тело в воде. Итоговый вектор их направления будет устремлен вверх, происходит выталкивание тела из жидкости. Величину этих сил определяет закон Архимеда. Плавание тел всецело основывается на этом законе и на различных следствиях из него. Архимедовы силы действуют и в газах. Именно благодаря этим силам выталкивания в небе летают дирижабли и воздушные шары: благодаря воздухоизмещению они становятся легче воздуха.

Физическая формула

Наглядно силу Архимеда можно продемонстрировать простым взвешиванием. Взвешивая учебную гирю в вакууме, в воздухе и в воде можно видеть, что вес ее существенно меняется. В вакууме вес гири один, в воздухе — чуть ниже, а в воде — еще ниже.

Если принять вес тела в вакууме за Р о, то его вес в воздушной среде может быть описан такой формулой: Р в =Р о — F а;

здесь Р о — вес в вакууме;

Как видно из рисунка, любые действия со взвешиванием в воде значительно облегчают тело, поэтому в таких случаях сила Архимеда обязательно должна учитываться.

Для воздуха эта разность ничтожна, поэтому обычно вес тела, погруженного в воздушную среду, описывается стандартной формулой.

Плотность среды и сила Архимеда

Анализируя простейшие опыты с весом тела в различных средах, можно прийти к выводу, что вес тела в различных средах зависит от массы объекта и плотности среды погружения. Причем чем плотнее среда, тем больше сила Архимеда. Закон Архимеда увязал эту зависимость и плотность жидкости или газа отражается в его итоговой формуле. Что же еще влияет на данную силу? Другими словами, от каких характеристик зависит закон Архимеда?

Формула

Архимедову силу и силы, которые на нее влияют, можно определить при помощи простых логических умозаключений. Предположим, что тело определенного объема, погруженное в жидкость, состоит из тоже же самой жидкости, в которую оно погружено. Это предположение не противоречит никаким другим предпосылкам. Ведь силы, действующие на тело, никоим образом не зависят от плотности этого тела. В этом случае тело, скорее всего, будет находиться в равновесии, а сила выталкивания будет компенсироваться силой тяжести.

Таким образом, равновесие тела в воде будет описываться так.

Но сила тяжести, из условия, равна весу жидкости, которую она вытесняет: масса жидкости равна произведению плотности на объём. Подставляя известные величины, можно узнать вес тела в жидкости. Этот параметр описывается в виде ρV * g.

Подставляя известные значения, получаем:

Это и есть закон Архимеда.

Формула, выведенная нами, описывает плотность, как плотность исследуемого тела. Но в начальных условиях было указано, что плотность тела идентична плотности окружающей его жидкости. Таким образом, в данную формулу можно смело подставлять значение плотности жидкости. Визуальное наблюдение, согласно которому в более плотной среде сила выталкивания больше, получило теоретическое обоснование.

Применение закона Архимеда

Первые опыты, демонстрирующие закон Архимеда, известны еще со школьной скамьи. Металлическая пластинка тонет в воде, но, сложенная в виде коробочки, может не только удерживаться на плаву, но и нести на себе определенный груз. Это правило — важнейший вывод из правила Архимеда, оно определяет возможность построения речных и морских судов с учетом их максимальной вместимости (водоизмещения). Ведь плотность морской и пресной воды различна и суда, и подводные лодки должны учитывать перепады этого параметра при вхождении в устья рек. Неправильный расчет может привести к катастрофе — судно сядет на мель, и для его подъема потребуются значительные усилия.

Закон Архимеда необходим и подводникам. Дело в том, что плотность морской воды меняет свое значение в зависимости от глубины погружения. Правильный расчет плотности позволит подводникам правильно рассчитать давление воздуха внутри скафандра, что повлияет на маневренность водолаза и обеспечит его безопасное погружение и всплытие. Закон Архимеда должен учитываться также и при глубоководном бурении, огромные буровые вышки теряют до 50% своего веса, что делает их транспортировку и эксплуатацию менее затратным мероприятием.

Причина возникновения архимедовой силы – разность давлений среды на разной глубине. Поэтому сила Архимеда возникает только в при наличии силы тяжести. На Луне она будет вшестеро, а на Марсе – в 2,5 раза меньше, чем на Земле.

В невесомости архимедовой силы нет. Если представить себе, что сила тяжести на Земле вдруг пропала, то все корабли в морях, океанах и реках от малейшего толчка уйдут на любую глубину. А вот подняться вверх им не даст не зависящее от силы тяжести поверхностное натяжение воды, так что взлететь они не смогут, все потонут.

Как проявляется сила Архимеда

Величина архимедовой силы зависит от объема погруженного тела и плотности среды, в которой оно находится. Его точная в современном представлении: на погруженное в жидкую или газовую среду тело в поле силы тяжести действует выталкивающая сила, в точности равная весу вытесненной телом среды, то есть F = ρgV, где F – сила Архимеда; ρ – плотность среды; g – ускорение свободного падения; V – объем вытесненной телом или погруженной его частью жидкости (газа).

Если в пресной воде на каждый литр объема погруженного тела действует выталкивающая сила в 1 кг (9,81 н), то в морской воде, плотность которой 1,025 кг*куб. дм, на тот же литр объема будет действовать сила Архимеда в 1 кг 25 г. Для человека средней комплекции разность силы поддержки морской и пресной водой составит почти 1,9 кг. Поэтому плавать в море легче: представьте себе, что вам нужно переплыть хотя бы пруд без течения с двухкилограммовой гантелью за поясом.

От формы погруженного тела архимедова сила не зависит. Возьмите железный цилиндр, измерьте силу его из воды. Затем раскатайте этот цилиндр в лист, погрузите в воду плашмя и ребром. Во всех трех случаях сила Архимеда окажется одинаковой.

На первый взгляд странно, но, если погружать лист плашмя, то уменьшение разности давлений для тонкого листа компенсируется увеличением его площади, перпендикулярной поверхности воды. А при погружении ребром — наоборот, малая площадь ребра компенсируется большей высотой листа.

Если вода очень сильно насыщена солями, отчего ее плотность стала выше плотности человеческого тела, то в ней не утонет и человек, не умеющий плавать. В Мертвом море в Израиле, например, туристы могут часами лежать на воде, не шевелясь. Правда, ходить по нему все равно нельзя – площадь опоры получается малой, человек проваливается в воду по горло, пока вес погруженной части тела не сравняется с весом вытесненной им воды. Однако при наличии некоторой доли фантазии сложить легенду о хождении по воде можно. А вот в керосине, плотность которого всего 0,815 кг*куб. дм, не сможет удержаться на поверхности и очень опытный пловец.

Архимедова сила в динамике

То, что суда плавают благодаря силе Архимеда, известно всем. Но рыбаки знают, что архимедову силу можно использовать и в динамике. Если на попалась большая и сильная рыбина (таймень, например), то медленно подтягивать ее к сачку (вываживать) нет: оборвет леску и уйдет. Нужно сначала дернуть слегка, когда она уходит. Почувствовав при этом крючок, рыба, стремясь освободиться от него, метнется в сторону рыбака. Тогда нужно дернуть очень сильно и резко, чтобы леска не успела порваться.

В воде тело рыбы почти ничего не весит, но его масса с инерцией сохраняются. При таком способе ловли архимедова сила как бы наддаст рыбе в хвост, и добыча сама плюхнется к ногам рыболова или к нему в лодку.

Архимедова сила в воздухе

Архимедова сила действует не только в жидкостях, но и в газах. Благодаря ей летают воздушные шары и дирижабли (цеппелины). 1 куб. м воздуха при нормальных условиях (20 градусов Цельсия на уровне моря) весит 1,29 кг, а 1 кг гелия – 0,21 кг. То есть 1 кубометр наполненной оболочки способен поднять груз в 1,08 кг. Если оболочка диаметром в 10 м, то ее объем будет 523 куб. м. Выполнив ее из легкого синтетического материала, получим подъемную силу около полутонны. Архимедову силу в воздухе аэронавты называют сплавной силой.

Если из аэростата откачать воздух, не дав ему сморщиться, то каждый его кубометр потянет вверх уже все 1,29 кг. Прибавка более 20% к подъемной силе технически весьма соблазнительна, да гелий дорог, а водород взрывоопасен. Поэтому проекты вакуумных дирижаблей время от времени появляются на свет. Но материалов, способных при этом выдержать большое (около 1 кг на кв. см) атмосферное давление снаружи на оболочку, современная технология создать пока не способна.

Закон Архимеда формулируется следующим образом: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа) . Сила называется силой Архимеда :

где — плотностьжидкости (газа), — ускорение свободного падения, а — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плаваетна поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена кцентру тяжестиэтого объёма.

Тело плавает, если сила Архимеда уравновешивает силу тяжести тела.

Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.

Что касается тела, которое находится в газе, например в воздухе, то для нахождения подъёмной силы нужно заменить плотность жидкости на плотность газа. Например, шарик с гелием летит вверх из-за того, что плотность гелия меньше, чем плотность воздуха.

Закон Архимеда можно объяснить при помощи разности гидростатических давленийна примере прямоугольного тела.

где P A , P B — давления в точках A и B , ρ — плотность жидкости, h — разница уровней между точками A и B , S — площадь горизонтального поперечного сечения тела, V — объём погружённой части тела.

18. Равновесие тела в покоящейся жидкости

Тело, погруженное (полностью или частично) в жидкость, испытывает со стороны жидкости суммарное давление, направленное снизу вверх и равное весу жидкости в объеме погруженной части тела. P выт = ρ ж gV погр

Для однородного тела плавающего на поверхности справедливо соотношение

где: V — объем плавающего тела; ρ m — плотность тела.

Существующая теория плавающего тела довольно обширна, поэтому мы ограничимся рассмотрением лишь гидравлической сущности этой теории.

Способность плавающего тела, выведенного из состояния равновесия, вновь возвращаться в это состояние называется остойчивостью . Вес жидкости, взятой в объеме погруженной части судна называют водоизмещением , а точку приложения равнодействующей давления (т.е. центр давления) — центром водоизмещения . При нормальном положении судна центр тяжести С и центр водоизмещения d лежат на одной вертикальной прямой O»-O» , представляющей ось симметрии судна и называемой осью плавания (рис. 2.5).

Пусть под влиянием внешних сил судно наклонилось на некоторый угол α, часть судна KLM вышла из жидкости, а часть K»L»M» , наоборот, погрузилось в нее. При этом получили новое положении центра водоизмещения . Приложим к точке подъемную силу R и линию ее действия продолжим до пересечения с осью симметрии O»-O» . Полученная точка m называется метацентром , а отрезок mC = h называется метацентрической высотой . Будем считать h положительным, если точка m лежит выше точки C , и отрицательным — в противном случае.

Рис. 2.5. Поперечный профиль судна

Теперь рассмотрим условия равновесия судна:

1)если h > 0, то судно возвращается в первоначальное положение; 2)если h = 0, то это случай безразличного равновесия; 3) если h

Следовательно, чем ниже расположен центр тяжести и, чем больше метацентрическая высота, тем больше будет остойчивость судна.

Жидкостей и газов, согласно которому на всякое тело, пог-руженное в жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа) и направленная по вертикали вверх.

Этот закон был открыт древнегреческим ученым Архимедом в III в. до н. э. Свои исследования Архимед описал в трактате «О плавающих телах», который считается одним из последних его научных трудов.

Ниже приведены выводы, следующие из закона Архимеда .

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело.

Если погрузить в воду мячик, наполненный воздухом, и отпустить его, то он всплывет. То же самое произойдет со щепкой, с пробкой и многими другими телами. Какая же сила заставляет их всплывать?

На тело, погруженное в воду, со всех сторон действуют силы давления воды (рис. а ). В каж-дой точке тела эти силы направлены перпендикулярно его поверхности. Если бы все эти силы были одинаковы, тело испытывало бы лишь всестороннее сжатие. Но на разных глубинах гидростати-ческое давление различно: оно возрастает с увеличением глубины. Поэтому силы давления, приложенные к нижним участкам тела, оказываются больше сил давления, действующих иа тело сверху.

Если заменить все силы давления , приложенные к погруженному в воду телу, одной (резуль-тирующей или равнодействующей) силой, оказывающей на тело то же самое действие, что и все эти отдельные силы вместе, то результирующая сила будет направлена вверх. Это и заставляет тело всплывать. Эта сила называется выталкивающей силой, или архимедовой силой (по имени Архимеда, который впервые указал на ее существование и установил, от чего она зависит). На рисунке б она обозначена как F A .

Архимедова (выталкивающая) сила действует на тело не только в воде, но и в любой другой жидкости, т. к. в любой жидкости существует гидростатическое давление, разное на разных глу-бинах. Эта сила действует и в газах, благодаря чему летают воздушные шары и дирижабли.

Благодаря выталкивающей силе вес любого тела, находящегося в воде (или в любой другой жидкости), оказывается меньше, чем в воздухе, а в воздухе меньше, чем в безвоздушном про-странстве. В этом легко убедиться, взвесив гирю с помощью учебного пружинного динамометра сначала в воздухе, а затем опустив ее в сосуд с водой.

Уменьшение веса происходит и при переносе тела из вакуума в воздух (или какой-либо другой газ).

Если вес тела в вакууме (например, в сосуде, из которого откачан воздух) равен P 0 , то его вес в воздухе равен:

,

где F´ A — архимедова сила, действующая на данное тело в воздухе. Для большинства тел эта сила ничтожно мала и ею можно пренебречь, т. е. можно считать, что P возд. =P 0 =mg .

Вес тела в жидкости уменьшается значительно сильнее, чем в воздухе. Если вес тела в воздухе P возд. =P 0 , то вес тела в жидкости равен P жидк = Р 0 — F A . Здесь F A — архимедова сила, действующая в жидкости. Отсюда следует, что

Поэтому чтобы найти архимедову силу, действующую на тело в какой-либо жидкости, нужно это тело взвесить в воздухе и в жидкости. Разность полученных значений и будет архимедовой (выталкивающей) силой.

Другими словами, учитывая формулу (1.32), можно сказать:

Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости, вытесненной этим телом.

Определить архимедову силу можно также теоретически. Для этого предположим, что тело, погруженное в жидкость, состоит из той же жидкости, в которую оно погружено. Мы имеем пра-во это предположить, так как силы давления, действующие на тело, погруженное в жидкость, не зависят от вещества, из которого оно сделано. Тогда приложенная к такому телу архимедова сила F A будет уравновешена действующей вниз силой тяжести m ж g (где m ж — масса жидкости в объеме данного тела):

Но сила тяжести равна весу вытесненной жидкости Р ж . Таким образом.

Учитывая, что масса жидкости равна произведению ее плотности ρ ж на объем, формулу (1.33) можно записать в виде:

где V ж — объем вытесненной жидкости. Этот объем равен объему той части тела, которая погру-жена в жидкость. Если тело погружено в жидкость целиком, то он совпадает с объемом V всего тела; если же тело погружено в жидкость частично, то объем V ж вытесненной жидкости меньше объема V тела (рис. 1.39).

Формула (1.33) справедлива и для архимедовой силы, действующей в газе. Только в этом слу-чае в нее следует подставлять плотность газа и объем вытесненного газа, а не жидкости.

С учетом вышеизложенного закон Архимеда можно сформулировать так:

На всякое тело, погруженное в покоящуюся жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная произведению плотности жидкости (или га-за), ускорения свободного падения и объема той части тела, которая погружена в жидкость (или газ).

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

11.7 Принцип Архимеда – Колледжская физика, главы 1–17

Резюме

  • Определить выталкивающую силу.
  • Государственный закон Архимеда.
  • Поймите, почему объекты плавают или тонут.
  • Поймите взаимосвязь между плотностью и законом Архимеда.

Когда вы встаете после безделья в теплой ванне, ваши руки кажутся странно тяжелыми. Это потому, что у вас больше нет плавучей поддержки воды. Откуда берется эта выталкивающая сила? Почему одни вещи плавают, а другие нет? Получают ли объекты, которые тонут, какую-либо поддержку от жидкости? Ваше тело поддерживается атмосферой или это касается только гелиевых шаров? (См. рис. 1.)

Рис. 1. (a) Даже объекты, которые тонут, как этот якорь, частично поддерживаются водой, когда они погружены в воду. (b) Подводные лодки имеют регулируемую плотность (балластные цистерны), так что они могут плавать или тонуть по желанию. (Фото: Allied Navy) (c) Наполненные гелием воздушные шары тянут вверх свои нити, демонстрируя плавучесть воздуха. (кредит: Crystl)

Ответы на все эти и многие другие вопросы основаны на том факте, что давление в жидкости увеличивается с глубиной. Это означает, что восходящая сила на нижней части объекта в жидкости больше, чем направленная вниз сила на верхней части объекта.Существует чистая направленная вверх или выталкивающая сила на любой объект в любой жидкости. (См. рис. 2.) Если выталкивающая сила больше веса объекта, объект поднимется на поверхность и всплывет. Если выталкивающая сила меньше веса объекта, то он утонет. Если выталкивающая сила равна весу объекта, объект останется подвешенным на этой глубине. Выталкивающая сила всегда присутствует независимо от того, плавает ли объект, тонет или находится в жидкости.

ВЫПУСКНАЯ СИЛА

Выталкивающая сила — это чистая направленная вверх сила, действующая на любой объект в любой жидкости.

 

Рисунок 2. Давление из-за веса жидкости увеличивается с глубиной, так как P=hρg . Это давление и связанная с ним восходящая сила на дне цилиндра больше, чем направленная вниз сила на верхней части цилиндра. Их отличие — выталкивающая сила F B . (Горизонтальные силы компенсируются.)

Насколько велика эта выталкивающая сила? Чтобы ответить на этот вопрос, подумайте о том, что происходит, когда погруженный объект вынимают из жидкости, как показано на рисунке 3.

Рис. 3. (a) На объект, погруженный в жидкость, действует выталкивающая сила F B . Если F B больше, чем вес объекта, объект поднимется. Если F B меньше веса объекта, объект утонет. (b) Если объект удаляется, он заменяется жидкостью, имеющей вес w fl . Поскольку этот вес поддерживается окружающей жидкостью, выталкивающая сила должна равняться весу вытесненной жидкости.То есть F B = w fl , формулировка закона Архимеда.

Пространство, которое он занимает, заполнено жидкостью, имеющей вес[латекс]\boldsymbol{w _{\textbf{fl}}}. [/latex]Этот вес поддерживается окружающей жидкостью, поэтому выталкивающая сила должна быть равна[латексу] ]\boldsymbol{w_{\textbf{fl}}},[/latex]вес жидкости, вытесненной объектом. Это дань уважения гению греческого математика и изобретателя Архимеда (ок. 287–212 до н.C.), что он сформулировал этот принцип задолго до того, как прочно утвердились понятия силы. Говоря словами, принцип Архимеда выглядит следующим образом: выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу вытесняемой им жидкости. В форме уравнения принцип Архимеда равен

.

[латекс]\boldsymbol{F_{\textbf{B}}=w_{\textbf{fl}}},[/латекс]

, где [латекс]\boldsymbol{F_{\textbf{B}}}[/latex]является выталкивающей силой, а[латекс]\boldsymbol{w_{\textbf{fl}}}[/latex]является весом жидкость, вытесненная объектом.Принцип Архимеда действителен в целом для любого объекта в любой жидкости, полностью или частично погруженного в воду.

ПРИНЦИП АРХИМЕДА

В соответствии с этим принципом выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу вытесняемой им жидкости. В форме уравнения принцип Архимеда равен

.

[латекс]\boldsymbol{F_{\textbf{B}}=w_{\textbf{fl}}},[/латекс]

, где [латекс]\boldsymbol{F_{\textbf{B}}}[/latex]является выталкивающей силой, а[латекс]\boldsymbol{w_{\textbf{fl}}}[/latex]является весом жидкость, вытесненная объектом.

Humm … Высокотехнологичные купальники для тела были представлены в 2008 году в рамках подготовки к Олимпийским играм в Пекине. Одна проблема (и международное правило) заключалась в том, что эти костюмы не должны давать никакого преимущества в плавучести. Как вы думаете, можно ли проверить это правило?

УСТАНОВЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ: ДОМАШНЕЕ РАССЛЕДОВАНИЕ

Плотность алюминиевой фольги в 2,7 раза больше плотности воды. Возьмите кусок фольги, скатайте его в шар и бросьте в воду. Он тонет? Почему или почему нет? Можете ли вы заставить его утонуть?

Бросьте кусок глины в воду.3}[/latex]воды?

Стратегия для (а)

Чтобы найти выталкивающую силу, мы должны найти вес вытесненной воды. Мы можем сделать это, используя плотности воды и стали, приведенные в таблице 1. Заметим, что, поскольку сталь полностью погружена в воду, ее объем и объем воды одинаковы. Зная объем воды, мы можем найти ее массу и вес.

Раствор для (а)

Сначала мы используем определение плотности[латекс]\жирныйсимвол{\rho=\frac{m}{V}}[/латекс], чтобы найти объем стали, а затем подставляем значения для массы и плотности.7\textbf{ N}},[/latex]что намного больше, чем выталкивающая сила, поэтому сталь останется погруженной. Обратите внимание, что выталкивающая сила округляется до двух цифр, потому что плотность стали выражается только двумя цифрами.

Стратегия для (б)

Здесь нам дан максимальный объем воды, который может вытеснить стальная лодка. Выталкивающая сила равна весу этого объема воды.

Раствор для (б)

Масса вытесненной воды определяется по ее отношению к плотности и объему, оба из которых известны. 8\textbf{ N.}} \end{массив}[/latex]

Обсуждение

Максимальная выталкивающая сила в десять раз превышает вес стали, а это означает, что корабль может нести груз, в девять раз превышающий его собственный вес, и не утонуть.

УСТАНОВЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ: ДОМАШНЕЕ РАССЛЕДОВАНИЕ

Кусок бытовой алюминиевой фольги толщиной 0,016 мм. Возьмите кусок фольги размером 10 на 15 см. а) Какова масса этого куска фольги? (b) Если фольгу сложить так, чтобы получились четыре стороны, и добавить к этой «лодке» скрепки или шайбы, то какая форма лодки позволит вместить больше всего «груза» при погружении в воду? Проверьте свой прогноз.

Плотность играет решающую роль в законе Архимеда. Средняя плотность объекта — это то, что в конечном итоге определяет, плавает ли он. Если его средняя плотность меньше плотности окружающей жидкости, он будет плавать. Это связано с тем, что жидкость, имеющая более высокую плотность, содержит большую массу и, следовательно, больший вес в том же объеме. Таким образом, выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости, больше веса объекта. Точно так же объект, более плотный, чем жидкость, утонет.

Степень погружения плавучего объекта зависит от того, как плотность объекта связана с плотностью жидкости. На рисунке 4, например, незагруженный корабль имеет меньшую плотность и меньшая часть его погружена по сравнению с тем же загруженным кораблем. Мы можем получить количественное выражение для фракции, погруженной в воду, учитывая плотность. Погруженная доля представляет собой отношение погруженного объема к объему объекта, или

.

[латекс]\boldsymbol{\textbf{фракция погружена}\:=}[/латекс][латекс]\boldsymbol{\frac{V _{\textbf{sub}}}{V _{\textbf{obj}}}} [/latex][латекс]\boldsymbol{=}[/latex][латекс]\boldsymbol{\frac{V _{\textbf{fl}}}{V _{\textbf{obj}}}}.[/латекс]

Погруженный объем равен объему вытесненной жидкости, который мы называем [латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{fl}}}.[/latex]Теперь мы можем получить соотношение между плотностями, подставив [латекс]\жирныйсимвол {\rho=\frac{m}{V}}[/latex]в выражение. Это дает

[латекс]\boldsymbol{\frac{V _{\textbf{fl}}}{V_{\textbf{obj}}}}[/latex][латекс]\boldsymbol{=}[/latex][латекс]\ жирный символ {\ гидроразрыва {m _ {\ textbf {fl}}/\ rho _ {\ textbf {fl}}} {m _ {\ textbf {obj}}/\ bar {\ rho} _ {\ textbf {obj}}}} ,[/латекс]

, где [латекс]\boldsymbol{\bar{\rho}_{\textbf{obj}}}[/latex] — средняя плотность объекта, а [латекс]\boldsymbol{\rho _{\textbf{fl}} }[/latex] — плотность жидкости.Поскольку объект плавает, его масса и масса вытесненной жидкости равны, поэтому они исключаются из уравнения, в результате чего остается

[латекс]\boldsymbol{\textbf{фракция погружена}\:=}[/латекс][латекс]\boldsymbol{\frac{\bar{\rho}_{\textbf{obj}}}{\rho _{\ textbf{fl}}}}.[/latex]

Рисунок 4. Незагруженное судно (а) плавает выше в воде, чем загруженное судно (б).

Мы используем это последнее соотношение для измерения плотности. Это делается путем измерения доли погруженного плавучего объекта, например, с помощью ареометра. Полезно определить отношение плотности объекта к жидкости (обычно воде) как удельный вес :

.

[латекс]\boldsymbol{\textbf{удельный вес}\:=}[/латекс][латекс]\boldsymbol{\frac{\bar{\rho}}{\rho _{\textbf{w}}}}, [/латекс]

, где[латекс]\boldsymbol{\bar{\rho}}[/латекс]является средней плотностью объекта или вещества, а[латекс]\boldsymbol{\rho _{\textbf{w}}}[/латекс]является плотность воды при 4,00°С. Удельный вес безразмерен и не зависит от единиц измерения [латекс]\жирныйсимвол{\ро}.[/latex]Если объект плавает, его удельный вес меньше единицы. Если он тонет, его удельный вес больше единицы. Более того, доля плавучего объекта, находящегося под водой, равна его удельному весу. Если удельный вес объекта точно равен 1, то он останется в жидкости во взвешенном состоянии, не тонет и не плавает. Аквалангисты пытаются получить это состояние, чтобы они могли парить в воде. Мы измеряем удельный вес жидкостей, таких как аккумуляторная кислота, радиаторная жидкость и моча, как показатель их состояния. Один прибор для измерения удельного веса показан на рисунке 5.

УДЕЛЬНЫЙ ВЕС

Удельный вес — это отношение плотности объекта к жидкости (обычно воде).

 

Рисунок 5. Этот ареометр плавает в жидкости с удельным весом 0,87. Стеклянный ареометр наполнен воздухом и утяжелен свинцом на дне. Он лучше всего всплывает в самых плотных жидкостях и был откалиброван и промаркирован таким образом, чтобы по нему можно было напрямую считывать удельный вес.

Пример 2: расчет средней плотности: плавающая женщина

Предположим, что женщина весом 60,0 кг плавает в пресной воде, и [латекс]\жирныйсимвол{97,0\%}[/латекс] ее объема находится под водой, когда ее легкие наполнены воздухом. Какая у нее средняя плотность?

Стратегия

Мы можем найти плотность женщины, решив уравнение

[латекс]\boldsymbol{\textbf{фракция погружена}\:=}[/латекс][латекс]\boldsymbol{\frac{\bar{\rho}_{\textbf{obj}}}{\rho _{\ textbf{fl}}}}[/латекс]

для плотности объекта. 3}}.[/латекс]

Обсуждение

Ее плотность меньше плотности жидкости. Мы ожидаем этого, потому что она плавает. Плотность тела — один из показателей процентного содержания жира в организме человека, представляющий интерес для медицинской диагностики и спортивных тренировок. (См. рис. 6.)

 

Рисунок 6. Субъект в «резервуаре для жира», где его взвешивают, когда он полностью погружен в воду, что является частью определения плотности тела. Субъект должен полностью опорожнить легкие и удерживать металлический груз, чтобы утонуть.Делаются поправки на остаточный воздух в его легких (измеряемый отдельно) и вес металла. Его скорректированный вес в погруженном состоянии, его вес в воздухе и щипковые тесты стратегических жировых областей используются для расчета его процентного содержания жира в организме.

Существует множество очевидных примеров объектов или веществ с более низкой плотностью, плавающих в жидкостях с более высокой плотностью: масло на воде, воздушный шар, кусочек пробки в вине, айсберг и горячий воск в «лавовой лампе». назвать несколько. Менее очевидные примеры включают лаву, поднимающуюся из вулкана, и горные хребты, плавающие на более плотной коре и мантии под ними.Даже кажущаяся твердой Земля обладает жидкими характеристиками.

Один из наиболее распространенных методов определения плотности показан на рисунке 7.

Рис. 7. (а) Монета взвешивается в воздухе. (b) Определяется кажущийся вес монеты, когда она полностью погружена в жидкость известной плотности. Эти два измерения используются для расчета плотности монеты.

Предмет, в данном случае монета, взвешивается в воздухе, а затем снова взвешивается при погружении в жидкость. Плотность монеты, показатель ее подлинности, можно рассчитать, если известна плотность жидкости.Этот же метод можно использовать и для определения плотности жидкости, если известна плотность монеты. Все эти расчеты основаны на законе Архимеда.

Принцип Архимеда гласит, что выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу вытесненной жидкости. Это, в свою очередь, означает, что объект кажется весящим меньше в погруженном состоянии; мы называем это измерение кажущимся весом объекта . Объект испытывает кажущуюся потерю веса , равную весу вытесненной жидкости.В качестве альтернативы, на весах, измеряющих массу, объект испытывает кажущуюся потерю массы , равную массе вытесненной жидкости. Это

[латекс]\boldsymbol{\textbf{очевидная потеря веса}=\textbf{вес вытесненной жидкости}}[/латекс]

или

[латекс]\boldsymbol{\textbf{кажущаяся потеря массы}=\textbf{масса вытесненной жидкости.}}[/латекс]

Следующий пример иллюстрирует использование этой техники.

Пример 3. Расчет плотности: является ли монета подлинной?

Масса древнегреческой монеты определена в воздухе как 8.3}[/latex] и что эффекты, вызванные проволокой, подвешивающей монету, незначительны.

Стратегия

Чтобы вычислить плотность монеты, нам нужны ее масса (которая задана) и объем. Объем монеты равен объему вытесненной воды. Объем вытесненной воды[латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{w}}}[/latex]можно найти, решив уравнение плотности[латекс]\boldsymbol{\rho=\frac{m}{V} }[/латекс]для[латекс]\boldsymbol{V}.[/латекс]

Раствор

Объем воды равен[латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{w}}=\frac{m_{\textbf{w}}}{\rho_{\textbf{w}}}}[/latex]где [латекс]\boldsymbol{m _{\textbf{w}}}[/latex] — масса вытесненной воды.3}.[/латекс]

Обсуждение

Из Таблицы 1 видно, что эта плотность очень близка к плотности чистого серебра, подходящего для этого типа древних монет. Большинство современных подделок не являются чистым серебром.

Это возвращает нас к принципу Архимеда и тому, как он возник. Как гласит история, царь Сиракуз поручил Архимеду определить, поставляет ли королевский коронщик корону из чистого золота. Чистоту золота трудно определить по цвету (оно может быть разбавлено другими металлами и все равно выглядеть таким же желтым, как чистое золото), а другие аналитические методы еще не были придуманы. Однако даже древние люди понимали, что плотность золота больше, чем у любого другого известного тогда вещества. Архимед якобы мучился над своей задачей и однажды получил вдохновение в общественных банях, размышляя о поддержке, которую вода оказала его телу. Он придумал свой ныне знаменитый принцип, увидел, как применять его для определения плотности, и голышом побежал по улицам Сиракуз с криком «Эврика!» (по-гречески «я нашел»). Подобное поведение время от времени можно наблюдать и у современных физиков!

ИССЛЕДОВАНИЯ PHET: ПЛАВУЧОСТЬ

Когда объекты всплывут и когда они утонут? Узнайте, как плавучесть работает с блоками.Стрелки показывают приложенные силы, и вы можете изменять свойства блоков и жидкости.

Рисунок 8. Плавучесть
  • Выталкивающая сила — это результирующая восходящая сила, действующая на любой объект в любой жидкости. Если выталкивающая сила больше веса объекта, объект поднимется на поверхность и всплывет. Если выталкивающая сила меньше веса тела, то оно утонет. Если выталкивающая сила равна весу объекта, объект останется подвешенным на этой глубине. Выталкивающая сила всегда присутствует независимо от того, плавает ли объект, тонет или находится в жидкости.
  • Принцип Архимеда гласит, что выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу вытесняемой им жидкости.
  • Удельный вес — это отношение плотности объекта к жидкости (обычно воде).

Концептуальные вопросы

1: Чтобы вытащить пробку в полной ванне, требуется большее усилие, чем когда она пуста. Противоречит ли это принципу Архимеда? Поясните свой ответ.

2: Оказывают ли жидкости выталкивающую силу в «невесомой» среде, например, в космическом челноке? Поясните свой ответ.

3: Будет ли один и тот же корабль плавать выше в соленой воде, чем в пресной? Поясните свой ответ.

4: Мрамор упал в частично заполненную раковину ванны на дно. 3}?[/ латекс]

2: Бревна иногда плавают вертикально в озере, потому что один конец стал заболоченным и более плотным, чем другой.3}?[/латекс]

5: В костях птиц есть воздушные карманы, чтобы уменьшить их вес — это также дает им среднюю плотность, значительно меньшую, чем у костей других животных. Предположим, орнитолог взвешивает птичью кость в воздухе и в воде и находит, что ее масса равна[latex]\boldsymbol{45.0\textbf{g}}[/latex], а кажущаяся масса в погруженном состоянии составляет[latex]\boldsymbol{3.60\textbf {g}}[/latex](кость водонепроницаема). а) Какая масса воды вытесняется? б) Каков объем кости? в) Какова его средняя плотность?

6: Камень массой 540 г в воздухе имеет кажущуюся массу 342 г при погружении в воду.а) Какая масса воды вытесняется? б) Каков объем камня? в) Какова его средняя плотность? Соответствует ли это стоимости гранита?

7: Принцип Архимеда можно использовать для расчета плотности жидкости и твердого тела. Предположим, что кусок железа массой 390,0 г в воздухе имеет кажущуюся массу 350,5 г, когда он полностью погружен в неизвестную жидкость. а) Какую массу жидкости вытесняет железо? (b) Каков объем железа, используя его плотность, как указано в таблице 1 (c) Рассчитайте плотность жидкости и определите ее.

8: При иммерсионном измерении плотности тела женщины установлено, что ее масса в воздухе составляет 62,0 кг, а кажущаяся масса — 0,0850 кг при полном погружении с пустыми легкими. а) Какую массу воды она вытесняет? б) Каков ее объем? (c) Рассчитайте ее плотность. (d) Если объем ее легких составляет 1,75 л, может ли она плавать, не топчась на месте, с легкими, наполненными воздухом?

9: Плотность некоторых рыб немного меньше плотности воды, и они должны прилагать усилия (плавать), чтобы оставаться под водой.3}?[/латекс]

10: (a) Рассчитайте выталкивающую силу 2-литрового гелиевого баллона. (b) Учитывая, что масса резины в воздушном шаре составляет 1,50 г, какова результирующая вертикальная сила, действующая на воздушный шар, если его отпустить? Можно пренебречь объемом резины.

11: (a) Какова плотность женщины, которая плавает в пресной воде с [латексом]\жирным символом{4,00\%}[/латекс] ее объема над поверхностью? Это можно измерить, поместив ее в резервуар с отметками на боку, чтобы измерить, сколько воды она вытесняет, когда плавает и удерживается под водой (кратковременно).3}[/latex](за исключением воздуха в легких). а) Вычислите его объем. б) Найдите выталкивающую силу воздуха, действующую на него. в) Каково отношение выталкивающей силы к его весу?

13: Простой компас можно сделать, поместив небольшой стержневой магнит на плавающую в воде пробку. а) Какая часть простой пробки окажется под водой, когда она будет плавать в воде? б) Если пробка массой 10,0 г поместить на нее магнит массой 20,0 г, какая часть пробки окажется под водой? в) Будут ли стержневой магнит и пробка плавать в этиловом спирте?

14: Какая часть веса железного якоря будет поддерживаться выталкивающей силой при погружении в соленую воду?

15: Известны случаи, когда подлые мошенники выдавали позолоченные вольфрамовые слитки за чистое золото и продавали их жадным по ценам намного ниже стоимости золота, но заслуженно намного выше стоимости вольфрама. С какой точностью вы должны быть в состоянии измерить массу такого слитка в воде и вне воды, чтобы сказать, что это почти чистый вольфрам, а не чистое золото?

16: Двуспальный надувной матрас для кемпинга имеет размеры 100 см на 200 см на 15 см в надутом состоянии. Вес матраса 2 кг. Насколько тяжелый человек может выдержать надувной матрас, если его поместить в пресную воду?

17: По рисунку 3 докажите, что выталкивающая сила, действующая на цилиндр, равна весу вытесненной жидкости (принцип Архимеда).Вы можете предположить, что выталкивающая сила равна[латекс]\boldsymbol{F_2-F_1}[/latex]и что концы цилиндра имеют одинаковую площадь[латекс]\boldsymbol{A}.[/latex]Обратите внимание, что объем цилиндр (и вытесняемая им жидкость) равен [латекс]\boldsymbol{(h_2-h_1)A}.[/latex]

18: (a) Мужчина массой 75,0 кг плавает в пресной воде, [латекс]\boldsymbol{3,00\%}[/latex] его объема над водой, когда его легкие пусты, и[латекс]\boldsymbol{5,00 \%}[/latex] его объема над водой, когда его легкие полны. Вычислите объем вдыхаемого им воздуха, который называется емкостью легких, в литрах. (b) Кажется ли этот объем легких приемлемым?

Глоссарий

Закон Архимеда
выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу вытесняемой им жидкости
выталкивающая сила
результирующая восходящая сила, действующая на любой объект в любой жидкости
удельный вес
отношение плотности объекта к жидкости (обычно воде)

Решения

Задачи и упражнения

1:

[латекс]\boldsymbol{91.3}[/латекс]

(б)[латекс]\boldsymbol{6.34\%}[/латекс]

Она действительно больше плавает в морской воде.

13:

(а)[латекс]\boldsymbol{0.24}[/латекс]

(b)[латекс]\boldsymbol{0,68}[/латекс]

(c) Да, пробка будет плавать, потому что [латекс]\boldsymbol{\rho _{\textbf{obj}}\:

15:

Разница составляет[латекс]\жирныйсимвол{0,006\%}. [/латекс]

17:

[латекс]\begin{array}{lcl} \boldsymbol{F_{\textbf{net}}} & \boldsymbol{=} & \boldsymbol{F_2-F_1=P_2A-P_1A=(P_2-P_1)A} \ \ {} & \boldsymbol{=} & \boldsymbol{(h_2\rho _{\textbf{fl}}g-h_1\rho _{\textbf{fl}}g)A} \\ {} & \boldsymbol{=} & \boldsymbol{(h_2-h_1)\rho_{\textbf{fl}}gA} \end{массив}[/latex]

, где[латекс]\жирныйсимвол{\rho_{\textbf{fl}}}[/латекс]= плотность жидкости.Следовательно,

[латекс] \boldsymbol {F _ {\ textbf {net}} = (h_2-h_1) A \ rho _ {\ textbf {fl}} g = V _ {\ textbf {fl}} \ rho _ {\ textbf {fl}} г = м _ {\ textbf {фл}} г = ш _ {\ textbf {фл}}} [/латекс]

, где [латекс]\жирныйсимвол{w_{\textbf{fl}}}[/латекс]вес вытесненной жидкости.

Плавучесть: расчет силы и плотности с помощью принципа Архимеда — видео и расшифровка урока

Закон Архимеда

Думаете, это круто? Становится еще лучше! Выталкивающая сила не только создает восходящую подъемную силу объекта в жидкости, но также равна весу жидкости, вытесняемой этим объектом. Это было открыто Архимедом еще в 3 веке до нашей эры, поэтому мы называем это принципом Архимеда . Опять же, важно помнить, что мы говорим о жидкостях, то есть как о жидкостях, так и о газах, таких как вода и воздух.

Представьте, что у вас на прилавке стоит полный стакан воды. Он настолько полон, что если вы положите в него что-нибудь еще, вода перельется через верх стакана и попадет на прилавок. Если бы вы собрали вытекающую воду, вы бы обнаружили, что это тот же объем, что и предмет, который вы положили в стакан.

Это то, что мы подразумеваем под вытеснением жидкости, и это простой способ измерить объем объекта неправильной формы, поскольку мы можем легко измерить жидкость, которую он выталкивает с пути. И помните, выталкивающая сила равна весу этой вытесненной жидкости, а НЕ весу самого объекта.

Это означает, что если вес самого погруженного объекта равен выталкивающей силе (весу вытесненной жидкости), то объект не будет ни тонуть, ни всплывать.Но если вес объекта больше выталкивающей силы (веса вытесненной жидкости), то объект утонет. И, если вес предмета меньше выталкивающей силы (все-таки веса вытесненной жидкости!), то он поднимется на поверхность и всплывет.

Рыбы не плавают и не тонут, потому что их вес равен выталкивающей силе. Но тяжелый валун опускается на дно озера, потому что его вес больше веса вытесняемой им жидкости. А кусок дерева плавает на поверхности, потому что его вес намного меньше веса вытесняемой им жидкости.

Расчет закона Архимеда

Принцип Архимеда описывает взаимосвязь между выталкивающей силой и объемом вытесненной жидкости, а также плотностью вытесненной жидкости.

Мы можем написать этот принцип в форме уравнения AS:

F B = ρ F V F G

, где F B — это плавая сила, ρ f — плотность вытесненной жидкости, V f — объем вытесненной жидкости, g — ускорение свободного падения, 9.8 м/с2. Очень важно помнить, что плотность и объем в этом уравнении относятся к вытесненной жидкости, а НЕ к погруженному в нее объекту.

Это уравнение полезно, потому что его можно использовать для определения выталкивающей силы, действующей на объект. Например, допустим, вы погружаете объект в воду и обнаруживаете, что объект вытесняет 1,0 литр воды. Вода имеет плотность 1,0 кг/л, поэтому теперь у нас есть все необходимое для определения выталкивающей силы, действующей на погруженный в воду объект, поскольку у нас есть объем и плотность вытесненной жидкости.Следовательно, у нас также есть объем объекта, потому что это тот же объем, что и объем вытесненной жидкости!

Чтобы рассчитать выталкивающую силу, просто подставьте числа. Теперь наше уравнение выглядит так: F B = 1,0 кг/л * 1,0 л * 9,8 м/с2. Подсчитав, мы обнаружим, что выталкивающая сила равна 9,8 кг-м/с2, что соответствует 9,8 ньютонам.

Если вес объекта больше 9,8 Н, то объект утонет. Если оно меньше 9,8 Н, объект будет плавать.Но если вес объекта точно равен 9,8 Н, то объект не будет ни тонуть, ни всплывать, потому что это то же самое, что и выталкивающая сила.

Флотация

Мы уже коснулись плавучести, но плавающие объекты достаточно особенные, чтобы заслужить немного больше времени и пояснений. Вы когда-нибудь видели, как большой корабль плывет по воде? Он плавает на воде, хотя он достаточно тяжелый, и вы можете подумать, что он должен утонуть. В этом случае именно форма объекта определяет, будет ли он плавать или нет.

Если вы возьмете целый железный корабль и переплавите его в сплошной блок, он займет меньше места, потому что занимает меньшую площадь. Но это также означает, что он вытесняет меньший объем воды, что, в свою очередь, уменьшает выталкивающую силу. Блок железа утонет, но железный корабль будет плавать, потому что его широкое дно занимает больше места в воде, вытесняя больше воды и веса и, следовательно, увеличивая выталкивающую силу, толкающую его вверх.

На самом деле плавучий объект вытеснит вес жидкости, равный весу объекта.Это известно как принцип плавучести , и инженеры учитывают это при проектировании объектов, которые должны плавать. Будь то гигантский грузовой корабль или воздушный шар, объект должен вытеснять вес жидкости, равный его собственному весу, чтобы парить.

Это также означает, что выталкивающая сила будет больше на объекты в более плотных жидкостях, чем в менее плотных. Вы с большей вероятностью будете плавать в соленой воде, чем в пресной, потому что соленая вода более плотная, чем пресная.Но верно и обратное: менее плотные объекты плавают легче, чем более плотные. Например, женщинам легче плавать, чем мужчинам, потому что мужчины более мускулистые (и, следовательно, более плотные), чем женщины. Вы также можете попробовать это с банками из-под газировки — банка из-под диетической газировки будет плавать в воде, а обычная газировка утонет. Это связано с тем, что диетическая газировка менее плотная, чем обычная газировка, поэтому выталкивающая сила выталкивает ее вверх на поверхность.

Краткий обзор урока

На объекты, погруженные в жидкость, действуют силы со всех сторон, но восходящая сила в жидкости является особой, известной как выталкивающая сила . Объекты поднимаются снизу, потому что давление в жидкости увеличивается с глубиной, поэтому сила на дне объекта больше, чем на его верхней части.

Закон Архимеда говорит нам, что выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесненной объектом. Если вес объекта больше выталкивающей силы (веса вытесненной жидкости), то объект утонет. Если вес объекта меньше выталкивающей силы, то объект будет плавать.Но если вес объекта равен весу вытесненной жидкости, то объект не будет ни тонуть, ни всплывать.

Плавающие объекты являются особым случаем, поскольку они вытесняют вес жидкости, равный их собственному весу. Это известно как принцип плавучести , и он объясняет нам, почему кусок железа утонет, а широкий железный корабль будет плавать на поверхности.

Результаты обучения

К концу этого урока вы должны уметь:

  • Вспоминать закон Архимеда
  • Объяснить принцип плавучести
  • Определить и рассчитать выталкивающую силу

Понимание плавучести с использованием принципа Архимеда

В физике Принцип Архимеда гласит, что любая жидкость оказывает выталкивающую силу на объект, полностью или частично погруженный в нее, и величина выталкивающей силы равна весу жидкости, вытесненной объектом. .Объект с меньшей плотностью, чем вода, плавает, потому что вода, которую он вытесняет, весит больше, чем сам объект.

Если вы когда-нибудь пробовали толкать пляжный мяч под водой, вы чувствовали этот принцип в действии. Когда вы толкаете мяч вниз, он поднимается обратно. На самом деле, большой пляжный мяч может быть трудно удержать под водой. Как физик в купальном костюме вы можете задаться вопросом: «Что здесь происходит?»

Какова выталкивающая сила, F b , вода действует на пляжный мяч? Чтобы упростить эту задачу, вы решили рассматривать надувной мяч как куб высотой 90 509 h 90 510 и горизонтальной гранью площадью 90 509 A. Таким образом, выталкивающая сила кубического надувного мяча равна силе на дне надувного мяча минус сила наверху:

F плавучесть = F дно – F верх

10 0

А поскольку F = PA, , вы можете ввести давление в уравнение с помощью простой замены:

F плавучесть = (P дно – P верх) 0 15 5 0A 6 0 15

Вы также можете написать изменение давления, P нижний P верхний , как дельта P: 0

Обратите внимание, что hA — это объем куба. Умножение объема, В, на плотность,

дает вам массу воды, вытесненной кубом, м, , поэтому вы можете заменить

с м:

F плавучесть = мг

Вы должны признать мг (масса, умноженная на ускорение свободного падения) как выражение для веса, поэтому сила плавучести равна весу воды, вытесненной объектом, который вы погружаете:

F плавучесть = W вытесненная вода

Это уравнение оказывается принципом Архимеда.

Вот пример использования закона Архимеда. Предположим, что дизайнеры компании Acme Raft наняли вас, чтобы вы сказали им, какая часть их нового плота будет находиться под водой, когда он будет спущен на воду. Вы можете увидеть новый плот Acme на рисунке.

Плот на воде.

Плотность древесины, используемой в их плотах, составляет 550 кг/метр 3 , а высота плота составляет 20 сантиметров.

Вы достаете блокнот и полагаете, что для того, чтобы плот плавал, вес плота должен быть равен выталкивающей силе, действующей на него со стороны воды.

Допустим, плот имеет высоту h и площадь горизонтальной поверхности A; , что сделало бы его вес равным следующему:

Какова выталкивающая сила, с которой вода действует на плот? Выталкивающая сила равна весу воды, которую вытесняет погруженная часть плота. Скажем, когда плот всплывает, дно плота находится под водой на расстоянии 90 509 y 90 510. Тогда затопленный объем плота равен Ay . Это делает массу воды, вытесненной плотом, равной:

Вес вытесненной воды — это просто ее масса, умноженная на г, ускорение свободного падения, поэтому умножение обеих частей уравнения на г дает вес, W вытесненной воды , в левой части уравнения.Вытесненная масса воды равна:

Чтобы плот мог плавать, вес вытесненной воды должен равняться весу плота, поэтому установите значения веса плота и веса воды равными друг другу:

A и g появляются в обеих частях уравнения, поэтому они сокращаются. Уравнение упрощается до

Решение для и дает вам уравнение, определяющее, какая часть высоты плота находится под водой:

Подстановка плотности говорит вам, насколько плот погружен в воду с точки зрения высоты плота:

Это означает, что 55 процентов плота будет находиться под водой.Итак, если плот имеет высоту 20 сантиметров (или 0,20 метра), сколько он находится под водой, когда он плавает? Вы можете подставить значение высоты плота, чтобы найти ответ:

.

y = 0,550(0,20 м) = 0,11 м

Значит, 11 сантиметров высоты плота будут под водой.

Плавучесть Закон Архимеда — Жидкости

Выталкивающую силу, действующую на объект, можно рассчитать по закону Архимеда.

Когда объект погружен в жидкость, восходящая сила на нижней части объекта больше, чем направленная вниз сила на верхней части объекта.Результатом является чистая восходящая сила (выталкивающая сила ) на любой объект в любой жидкости. Если выталкивающая сила больше веса объекта, объект поднимется на поверхность и всплывет. Если выталкивающая сила меньше веса тела, то оно утонет. Если выталкивающая сила равна весу объекта, объект останется подвешенным на этой глубине. Выталкивающая сила всегда присутствует в жидкости, независимо от того, плавает ли объект, тонет или остается подвешенным.

Простой метод расчета плавучести основан на законе Архимеда , который гласит, что выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна весу жидкости, вытесняемой телом.Другими словами, чтобы вычислить выталкивающую силу, действующую на объект, мы предполагаем, что погруженная часть объекта состоит из воды, а затем вычисляем вес этой воды. Принцип можно выразить формулой:

F объект = w жидкость

Суть принципа Архимеда состоит в том, что выталкивающая сила объекта зависит от давления, оказываемого жидкостью на его погруженную поверхность. Представьте, что мы заменяем погруженную часть объекта жидкостью, в которой он содержится. Выталкивающая сила на это количество жидкости должна быть такой же, как и на исходный объект. Однако мы также знаем, что выталкивающая сила жидкости должна быть равна ее весу, так как сама по себе жидкость не тонет. Следовательно, выталкивающая сила исходного объекта равна весу «вытесненной жидкости». Принцип Архимеда справедлив для любой жидкости — не только для жидкостей (таких как вода), но и для газов (таких как воздух).

Принцип Архимеда проще всего понять и применить к полностью погруженным объектам.В общем случае выталкивающая сила на полностью погруженный объект определяется по формуле:

F B = В ρg

, где V — объем объекта,

ρ

— плотность жидкости, а

g

— ускорение свободного падения. Это непосредственно следует из закона Архимеда и того факта, что объект полностью погружен в воду (поэтому объем вытесненной жидкости равен объему объекта).

Объект плавает, если выталкивающая сила, действующая на него со стороны жидкости, уравновешивает его вес. Но принцип Архимеда гласит, что выталкивающая сила — это вес вытесненной жидкости. Так, для плавающего на жидкости объекта вес вытесненной жидкости равен весу объекта. Когда любая лодка вытесняет вес воды, равный ее собственному весу, она всплывает. Это часто называют «принципом плавучести», когда плавающий объект вытесняет вес жидкости, равный его собственному весу. Каждый корабль, подводная лодка и дирижабль должны быть спроектированы так, чтобы вытеснять вес жидкости, равный их собственному весу.

Поскольку объект плавает, его масса и масса вытесненной жидкости равны, поэтому они исключаются из уравнения, оставляя:

дробь под водой = ρ объект жидкость

Есть несколько замечаний по поводу этого выражения:

1) Обратите внимание, что здесь указана средняя плотность объекта. Это может быть намного меньше, чем плотность материала, из которого сделан объект. Например, стальной корабль на самом деле в основном заполнен воздухом (подумайте о коридорах, грузовых отсеках и т. д.).), поэтому его средняя плотность находится между плотностью воздуха и стали. Точнее, средняя плотность определяется как общая масса объекта, деленная на его общий объем: ρ=m/V.

2) Эта формула имеет смысл только в том случае, если плотность объекта меньше плотности жидкости. В противном случае доля погруженных становится больше единицы — признак того, что объект вовсе не плавает, а тонет!

 


Практические вопросы

Академия Хана

Весы под водой

Гидротерапия и полное погружение в воду


Официальная подготовка MCAT (AAMC)

Карточки по физике онлайн Вопрос 15

Пакет вопросов по физике Вопрос 19

Пакет вопросов по физике, отрывок 12, вопрос 72

Пакет вопросов по физике Вопрос 91

Образец теста C/P Раздел Вопрос 46

 


Ключевые точки

• Выталкивающая сила создается давлением жидкости, в которую погружен объект.

• Выталкивающая сила всегда направлена ​​вверх, потому что давление жидкости увеличивается с глубиной.

• Вы можете рассчитать выталкивающую силу либо напрямую, вычислив силу, действующую на каждую из поверхностей объекта, либо косвенно, найдя вес вытесненной жидкости.

• Если объект полностью погружен в воду, объем вытесненной жидкости равен объему объекта.

• Выталкивающую силу воздушных шаров, дирижаблей и других объектов можно рассчитать, предполагая, что они полностью погружены в воздух.

• Выталкивающая сила не зависит от формы объекта, а только от его объема.

• Выталкивающая сила объекта зависит от его формы.

• Доля объема погруженного объекта определяется отношением его средней плотности к плотности жидкости: ρ объект жидкость .

• Объект плавает, если выталкивающая сила, действующая на него со стороны жидкости, уравновешивает его вес.


Основные термины

Выталкивающая сила : Восходящая сила, создаваемая жидкостью и противодействующая весу погруженного объекта.

Закон Архимеда : Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна весу жидкости, вытесненной телом.

За пределами принципа плавучести Архимеда

Хотя принцип Архимеда дает силу, действующую на плавучий объект, обычно не признается, что он не определяет соответствующее ускорение объекта обычным образом по сравнению со вторым законом Ньютона. Это связано с тем, что ускоряется не только масса объекта, но и масса вытесняемой жидкости (газа).Далее выводится соответствующее уравнение движения плавучего объекта. В первой части выводятся соответствующие уравнения для случая среды без трения, т. е. ускорение тела считается равномерным; во второй части этот результат обобщается на трение (сопротивление), а полученное уравнение движения решается и применяется к некоторым иллюстративным случаям.

Ускорение плавучести без трения Если у вас есть объект массой m, полностью погруженный в среду (жидкость или газ), находящуюся в гидростатическом равновесии в гравитационном поле, он будет, помимо гравитационной силы

(1)       F г = m . г

испытывать силу плавучести

(2)       F b = — m d . г,

где m d – масса жидкости (газа), вытесненная объемом тела (принцип Архимеда).
Таким образом, общая сила, действующая на объект, равна

(3)       F = F г + F b = (m — m d ) . г .

Обычно можно рассчитать ускорение, связанное с уравнением (3), с помощью первого закона Ньютона как (см., Например, Алонсо, Физика)

(4)       a = F/m = g . (м — м г )/м .

Однако это неверно, так как не учитывается, что сила ускоряет не только объект, но и вытесняемый элемент жидкости (который должен заполнить освободившееся пространство от объекта).
Схематично это показано на рис. 1. Рис.1 В качестве аналогии можно сравнить ситуацию с весами, где вес с одной стороны задается объектом, а вес с другой стороны — перемещенным элементом жидкости.В зависимости от того, какая из двух частей тяжелее, одна сторона шкалы будет падать, а другая подниматься, но, поскольку обе стороны жестко связаны, обе массы должны ускоряться вместе с одинаковой скоростью (хотя и в противоположных направлениях).
Следовательно, ускорение объекта определяется выражением

(5)       a = F/(m + m d ) = g . (m — m d )/(m + m d ) .

Это, очевидно, имеет гораздо больше смысла, чем уравнение (4), поскольку максимальное ускорение объекта равно g (если масса m = 0) (из уравнения(4) в этом случае можно было бы получить бесконечное ускорение, но это, очевидно, невозможно, поскольку максимальное ускорение вытесняемой жидкости равно ускорению свободного падения g). Из вышеприведенного соображения ясно, что плавучесть всегда приводит к результирующему ускорению массы вниз, потому что даже если плавучий объект поднимается, в то же время падает большая масса вытесненной жидкости. Это приводит к кажущемуся снижению веса всей системы.

(6)       ∆F = -(m — m d ) . а = -г . (m — m d ) 2 / (m + m d ) .


Очевидно, что без учета смещенного элемента жидкости в указанном выше смысле энергия не сохранялась бы во время плавучего движения объекта, так как он приобретал бы как гравитационную потенциальную энергию, так и кинетическую энергию при подъеме в жидкости ( благодаря Кристоферу за решение проблемы сохранения энергии в этом контексте (что побудило меня более внимательно изучить плавучесть и сформулировать вышеизложенную теорию), а также за его экспериментальную работу, которая действительно подтвердила эффект снижения веса (уравнение(6)) ).

Плавучесть, включая сопротивление Приведенное выше соображение справедливо, очевидно, только для идеализированного случая отсутствия трения. В действительности трение ограничит свое применение очень малыми скоростями, которые на практике могут быть превышены уже через долю секунды. Тогда правильное уравнение движения должно включать силу трения (сопротивления).

(7)       F D = — 0,5 . р . v 2 . С Д . А

где ρ — плотность жидкости, v — скорость объекта, A — площадь его поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной движению, а C D — коэффициент сопротивления объекта (который обычно определяется экспериментально и обычно имеет значение между 0.1-2 в зависимости от формы объекта).
Тогда вместо уравнения (3) уравнение силы должно быть записано как (с учетом уравнения (6))

(8)       F = (m + m d ) . а = (m + m d ) . dv(t)/dt =
                  = F g +F b +F D =   (m — m d ) . г — 0,5 . р . v 2 (т) . С Д . А.

Уравнение (8) представляет собой дифференциальное уравнение для скорости v(t), которое можно проинтегрировать аналогично выводу в главе «Вертикальное движение» в этом справочнике, чтобы получить

(9)       v(t) = v T . танх[г . (m — m d )/(m + m d ) . т/в Т ]

с конечной скоростью

(10)       v T = √ {g . д -м)/0,5/р/С Д /А}

(обратите внимание, что знак аргумента под квадратным корнем должен быть изменен, если объект плотнее среды (m>m d )).

Уравнения (9) и (10) составляют общее решение для скорости тела в плавучей среде.Я построил кривую зависимости от времени для случая плавучего объекта в гравитационном поле Земли (g=981 см/сек 2 с поперечным сечением A=1 см 2 , масса m=0,5). г, плотность среды ρ=1г/см 3 (вода) т.е. m d =1г, коэффициент аэродинамического сопротивления С D =0,47 (шар).

Рис.2 Красная кривая относится к обычной (неправильной) теории, которая пренебрегает массой вытесненной жидкости при расчете ускорения (т.е. используя уравнение (4)), синяя кривая правильно учитывает вытесняющую жидкость (т.е. согласно уравнению (5)). Хотя конечная скорость одинакова в обоих случаях, обычная теория существенно занижает время, необходимое для достижения этой скорости. Расхождение еще более резкое для более легкого (менее плотного) объекта, как показано ниже (здесь m=0,1g, где время занижено на полный порядок). Рис.3 Из этого соображения очевидно, что без учета массы вытесняемой жидкости в уравнении движения скорость плавучего тела как функция времени, вообще говоря, не будет корректно аппроксимироваться.Хотя это не влияет на конечную скорость, время приближения к этому состоянию сильно недооценивается в случаях, когда плотность объекта сравнима или меньше плотности жидкости.

Плавучесть

Как вы понимаете, плавает объект или нет, это нечто большее, чем просто средняя плотность. Например, почему одни предметы плавают в воде выше, чем другие? И почему легче поднимать предметы под водой, чем в воздухе? Чтобы ответить на эти вопросы, вам нужно понять концепцию выталкивающей силы , силы, которая действует на объект со стороны жидкости, противодействующей весу объекта.

Ходят слухи, что греческого философа и ученого Архимеда около 250 г. до н.э. царь Гиерон II попросил помочь с проблемой. Король Гиерон II заказал у ювелира причудливую золотую корону. Однако король был обеспокоен тем, что ювелир мог взять его деньги и смешать немного серебра с короной вместо того, чтобы изготовить корону из чистого золота. Он спросил Архимеда, есть ли способ определить, была ли корона чистым золотом.

Архимед какое-то время ломал голову над проблемой, придумывая решение, когда однажды вечером был в ванне. Когда Архимед погрузился в ванну, он заметил, что количество воды, пролитой через край ванны, равно объему вытесненной им воды.

Используя этот метод, он мог поместить корону в чашу с водой. Количество пролитой воды можно было измерить и использовать для определения объема короны. Затем, разделив массу короны на объем, он мог получить плотность короны и сравнить плотность с плотностью золота, определив, была ли корона чистым золотом.Согласно легенде, он был так взволнован, что выпрыгнул из ванны и побежал голышом по улицам, крича: «Эврика! Эврика!» (по-гречески «Я нашел! Я нашел!»)

Правда это или нет, но эта забавная сказка иллюстрирует разработку Архимедом ключевого принципа плавучести: выталкивающая сила (F B ) на объекте равна плотности жидкости, умноженной на объем вытесненной жидкости (который также равен объему погруженной части объекта), умноженному на напряженность гравитационного поля.Это известно как Принцип Архимеда .

Закон Архимеда объясняет, почему лодки из стали могут плавать. Хотя сталь самой лодки плотнее воды, средняя плотность всей лодки (включая воздух внутри лодки) меньше, чем у воды. Иными словами, лодка плавает, потому что вес объема воды, вытесненной лодкой, больше веса самой лодки.

Этот принцип также объясняет способность подводных лодок контролировать свою глубину.Подводные лодки используют насосы для подачи воды в камеры внутри них и из них, эффективно контролируя среднюю плотность подводной лодки. Если субмарина хочет подняться, она откачивает воду, уменьшая ее среднюю плотность. Если он хочет погрузиться, он закачивает воду, увеличивая его среднюю плотность.

 

Вопрос: Какова выталкивающая сила 0,3-метрового 3 ящика, полностью погруженного в пресную воду (плотность = 1000 кг/м 3 )?

Ответ:

 

 

Вопрос: Стальной трос удерживает 120-килограммовый аквариум с акулами на глубине 3 метра от поверхности соленой воды. Если объем воды, вытесненный аквариумом с акулами, равен 0,1 м 3 , каково натяжение троса? Предположим, что плотность соленой воды равна 1025 кг/м 3 .

 

Ответ: Во-первых, нарисуйте диаграмму свободного тела (FBD) ситуации, понимая, что у вас есть сила тяжести (мг), тянущая вниз, выталкивающая сила вверх и сила натяжения троса вверх.

Поскольку аквариум с акулами находится в равновесии под водой, результирующая сила, действующая на него, должна быть равна нулю, поэтому восходящие силы должны уравновешивать направленные вниз силы.Вы можете записать это, используя 2-й закон Ньютона в направлении Y, как:

Наконец, вы можете использовать это уравнение для определения силы натяжения троса.

 

 

Вопрос: Прямоугольная бетонная лодка массой 3000 кг плывет по пресноводному озеру (ρ=1000 кг/м 3 ). Если площадь дна лодки составляет 6 м 2 , какая часть лодки погружена в воду?

Ответ: Поскольку лодка плывет по озеру, величина выталкивающей силы должна быть равна величине веса лодки.(F B = мг).

Поскольку лодка прямоугольная, вы можете записать ее объем (V) как площадь дна (A=6 м 2 ), умноженную на глубину погружения (d).

 

Принцип Архимеда (обновлен на 2021-2022 гг.)

Принцип Архимеда касается сил, действующих на объект со стороны окружающих его жидкостей. Эта приложенная сила уменьшает чистый вес объекта, погруженного в жидкость.Кроме того, этот физический закон плавучести помогает нам понять, как корабли плавают в воде.

ФормулаВыводПримененияЭкспериментРешенные Примеры

Что такое принцип Архимеда?

Принцип Архимеда гласит:

«Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, частично или полностью погруженное, равна весу жидкости, которую тело вытесняет и действует в направлении вверх в центре масс вытесняемой жидкости».

Значение силы тяги определяется законом Архимеда, который был открыт Архимедом из Сиракуз в Греции. При частичном или полном погружении предмета в жидкость кажущаяся потеря веса равна весу вытесненной им жидкости.

Принцип Архимеда Объяснение

Если вы посмотрите на рисунок, то увидите, что вес, вызванный гравитацией, противостоит тяге, создаваемой жидкостью. Объект внутри жидкости ощущает только общую силу, действующую на него как вес.Поскольку фактическая сила гравитации уменьшается из-за выталкивания жидкости, объект чувствует, как будто его вес уменьшается. Таким образом, кажущийся вес определяется как:

Кажущийся вес = вес объекта (в воздухе) – сила тяги (плавучесть)

Принцип Архимеда говорит нам, что эта потеря веса равна весу жидкости, вытесняемой объектом. . Если объект имеет объем V, то при полном погружении он вытесняет объем V жидкости. Если погружена только часть объема, объект может вытеснить только такое количество жидкости.

Принцип Архимеда Формула

В простой форме закон Архимеда гласит, что выталкивающая сила, действующая на объект, равна весу жидкости, вытесненной объектом. Математически записывается как:

Где,

  • F b — выталкивающая сила
  • ρ — плотность жидкости
  • V — объем погруженного в воду
  • g — ускорение свободного падения

    • Возьмите кружку, наполненную водой до краев, и поставьте ее в пустую миску.
    • Теперь возьмите любой понравившийся твердый предмет и измерьте его вес с помощью пружинных весов. Запишите это.
    • Прикрепите объект к пружинным балансам и погрузите его в воду. Просто убедитесь, что пружинный баланс не погружен в воду.
    • Теперь запишите вес, показанный пружинными балансами. Вы заметите, что это меньше. Некоторое количество воды вытеснится в чашу.
    • Соберите эту воду и взвесьте ее. Вы обнаружите, что вес воды будет точно равен потере веса объекта!

    Вывод принципа Архимеда

    Масса вытесненной жидкости равна.

    (Масса) = (Плотность~ × ~Объем) = (ρ~×~V)

    Это потому, что плотность (ρ) определяется как

    (Плотность,ρ) = (frac{Mass}{Объем}) = (frac{M}{V})

    Таким образом, вес этой вытесненной жидкости равен:

    (Вес) = (Масса~ ×~ Ускорение~ за счет~ силы тяжести)

    (W) = (M~× ~g) = (ρ~×~V~×~g)

    Таким образом, из принципа Архимеда мы можем написать:

    Кажущаяся потеря веса = вес вытесненной воды = ρ×V×g

    Таким образом, Сила тяги равна,

    (Тяга) = (ρ~×~V~×~g)

    Где,

    • ρ — плотность жидкости
    • V — объем вытесненной жидкости

    Сила тяги также называется выталкивающей силой, потому что она отвечает за плавание объектов.Таким образом, это уравнение также называют законом плавучести.

    Связанные статьи:

    Применение принципа Архимеда

    Ниже приведены применения принципа Архимеда:

    Подводная лодка:

    Причина, по которой подводные лодки всегда находятся под водой, заключается в том, что они имеют компонент, называемый балластной цистерной. войти, чтобы подводная лодка находилась в подводном положении, так как вес подводной лодки превышает выталкивающую силу.

    Воздушный шар:

    Воздушные шары поднимаются и парят в воздухе потому, что выталкивающая сила воздушного шара меньше силы окружающего воздуха. Когда выталкивающая сила теплового аэростата больше, он начинает опускаться. Это делается путем изменения количества горячего воздуха в воздушном шаре.

    Ареометр:

    Ареометр — это прибор, используемый для измерения относительной плотности жидкостей. Ареометр состоит из свинцовых дроби, благодаря чему они плавают вертикально в жидкости.{3})

    ∴V = 9,05×10 -4 м 3

    Плотность воды, ρ = 1000 кг.м -3

  • — 2 Ускорение свободного падения, gms = 9,8 gms

    от принципиальной формулы Archimedes,

    F B = ρ × G × V

    F B = (1000 кг.м -3 ) (9,8 мс -2 ) (9,05 × 10 -4 м 3 )

    ∴F b = 8,87 N

    Q2. Вычислите выталкивающую силу, если плавучее тело на 95 % погружено в воду.Плотность воды 1000 кг.м -3 .

    ANS:

    ANS: , ANS: ,
    Плотность воды, p = 1000 кг.м -3 -3
    от архимеда Принцип формулы,
    F B = ρ × G × V

    или

    V B × ρ b  × g = ρ × g × V

    Где,

    ρ,g и V — плотность, ускорение свободного падения и объем воды

    V b , ρ b , и g – объем, плотность и ускорение свободного падения погруженного тела

    Преобразование уравнения,

    ( хо _ {b} = гидроразрыв {V ho }{V_{b}})

    Так как 95% тела погружено,

    0.95 × V b = V

    ∴ρ b = 950 кг.м -3

    Как был открыт закон Архимеда?

    Говорят, что король Гиерон II из города-государства Сиракузы был обеспокоен тем, что производители корон не использовали в короне чистое золото. Он предположил, что они заменяют его менее ценными материалами, такими как серебро. Царь обратился к Архимеду за помощью, чтобы узнать, была ли подделана корона. Архимед придумал способ измерения плотности материала, когда принимал ванну.Перемещение воды в его ванне помогло ему прийти к этой теории. Говорят, что после того, как эта идея пришла ему в голову, он выскочил с криком «Эврика!» и в возбуждении побежал по улицам!

    Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы

    Что утверждает закон Архимеда?

    Принцип Архимеда гласит, что объект, полностью или частично погруженный в жидкость, испытывает направленную вверх выталкивающую силу, которая по величине равна силе тяжести вытесненной жидкости.

    Кто открыл закон Архимеда?

    Греческий математик Архимед открыл принцип Архимеда.

    Как принцип Архимеда применим к кораблям?

    Архимед продолжал проводить новые эксперименты и вывел принцип плавучести, согласно которому корабль будет плавать, когда вес вытесняемой им воды равен весу корабля, и что угодно будет плавать, если оно имеет форму, позволяющую вытеснять собственный вес воды до он достигает точки, где он погрузится.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск