Решение задач архимедова сила

«Решения задач по теме «Сила Архимеда

F арх = ρ ж gV т

З акон Архимеда: На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила равная весу жидкости, вытесненной телом.

• - Какую силу называют выталкивающей? Какое название она еще имеет? Почему?
• - В чем причина возникновения силы Архимеда?
• - От чего зависит выталкивающая сила?
• - Сформулировать закон Архимеда?

Задачи для любителей литературы.

• В третий раз закинул он невод,
• - Пришел невод с одной рыбкой,
• С непростою рыбкой, - золотою.
• Как взмолится золотая рыбка!
• Голосом молвит человечьим:
• «Отпусти ты, старче, меня в море,
• Дорогой за себя дам откуп:
• Откуплюсь, чем только пожелаешь».
• Удивился старик, испугался:
• Он рыбачил тридцать лет и три года
• И не слыхивал, что рыба говорила.
• Отпустил он рыбку золотую
• И сказал ей ласковые слова:
• «Бог с тобою, золотая рыбка!
• Твоего мне откупа не надо,
• Гуляй там себе на просторе,
• Кто скажет, почему золотая рыбка может то всплывать, то опускаться на дно?

Задачи для любителей биологии.

• В Средиземном море, у берегов Египта, водится удивительная рыба фагак. Приближение опасности заставляет фагака быстро заглатывать воду. При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов. Газы заполняют не только действующую полость пищевода, но и имеющийся при ней вырост. В результате тело фагака сильно раздувается, и он быстро всплывает на поверхность водоема. Здесь он плавает, повиснув вверх брюхом, пока выделившиеся в его организме газы не улетучатся. После этого он снова опускается на дно.
• Как использует силу Архимеда фагак?

Веселые задачи от Григория Остера.

• Один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три несмешивающиеся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами. Как расположились жидкости в гостеприимном сосуде?

Решение расчетных задач.

• Чему равна сила Архимеда, действующая на камень объемом 1дм 3 , который полностью погружен в воду и удерживается канатом? Найти силу, действующую на канат.

(  в = 1000 кг/м 3 ,  к = 4000 кг/м 3 .)

• Средний уровень
• 1. Деревянный брусок объемом 80 см 3  плавает на поверхности керосина, погрузившись в него наполовину. Определите силу Архимеда, действующую на брусок
• 2. Определите объем тела, на которое действует выталкивающая сила 300 Н, когда оно целиком погружено в воду.
• 3. При погружении тела в отливной стакан вытеснено 0,2 дм 3  воды. Чему будет равна выталкивающая сила, действующая на это тело в керосине?
• Достаточный уровень
• 4. Динамометр при взвешивании тела в воздухе показал 4,3 Н, а в воде – 1,6 Н. Определите объем тела.
• 5. Кусок мрамора массой 300 кг и объемом 0,1 м 3  надо поднять со дна озера. Какая для этого понадобится сила? Изобразите все силы, действующие на кусок мрамора.
• 6. Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой сосновую доску объемом 1,5 дм 3 ?  Изобразите все силы, действующие на доску.

Самостоятельна работа по рядам

Объем тела V , м³

Плотность жидкости ρ, кг/м³

80

Масса тела m, г

1030

270

1 ряд

2 ряд

Объем тела V , м³

Плотность жидкости ρ, кг/м³

40

Масса тела m, г

800

40

3 ряд

Объем тела V , м³

Плотность жидкости ρ, кг/м³

110

Масса тела m, г

900

130

4 ряд

Объем тела V , м³

60

Плотность жидкости ρ, кг/м³

Масса тела m, г

1000

600

Объем тела V , м³

60

Плотность жидкости ρ, кг/м³

1000

Масса тела m, г

600

5 ряд

Объем тела V , м³

90

Плотность жидкости ρ, кг/м³

890

Масса тела m, г

579

6 ряд

Домашнее задание.

• Параграф 51-52.
• Выполнить подборку пословиц и поговорок объясняющих применение силы Архимеда
• Составить кроссворд по теме «Давление в жидкости и газе».

Урок 2

1). Фронтальный опрос.

• Опишите действие жидкости или газа на тело, находящееся в них. Какова природа возникновения выталкивающей силы?
• Опишите действие жидкости или газа на тело, находящееся в них. Какова природа возникновения выталкивающей силы?

• Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости или газы? Какими способами можно определить архимедову силу?
• Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости или газы? Какими способами можно определить архимедову силу?

• От каких величин зависит архимедова сила? От каких величин она не зависит?
• От каких величин зависит архимедова сила? От каких величин она не зависит?

• Опишите поведение твердых тел в жидкости.
• Опишите поведение твердых тел в жидкости.

• При каком условии тело, находящееся в жидкости тонет? Плавает? Всплывает?
• При каком условии тело, находящееся в жидкости тонет? Плавает? Всплывает?

• Сформулируйте закон Архимеда.
• Сформулируйте закон Архимеда.

2). Решение качественных задач.

1. В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? (Плотность жидкости вследствие ничтожно малой сжимаемости на любой глубине примерно одинаковой).

2). Решение качественных задач.

2. На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Укажите, какой брусок из пробки, т.е. пробковый, а какой изо льда? Какая существует зависимость между плотностью тела и объемом этого тела над водой?

2). Решение качественных задач.

3. Деревянный шар плавает в воде. Назовите силы, действующие на шар. Изобразите эти силы графически. Определите плотность данного деревянного шара.

Решение задач

• Решение экспериментальной задачи. Оборудование: стакан с водой, динамометр, мензурка, груз на нити. Определите объем груза.
• Решение экспериментальной задачи. Оборудование: стакан с водой, динамометр, мензурка, груз на нити. Определите объем груза.

• Какими способами можно определить объем тела?
• Какими способами можно определить объем тела?

• по формуле F A =ρ Ж gV пчт
• опытным путем F А =Р возд -Р ж

Дано:

Решение:

F А =Р возд -Р ж

F А =0,25Н

F А =ρ ж gV  V=F A /ρ ж g

V=25cм 3

Р возд = 1Н

Р ж =0,75Н

V=?

Проверка результата. 1. Налить в мензурку 100мл воды. 2. Опустить груз в мензурку. - На сколько делений поднялась вода? Чему равен объем тела? - Какой получили ответ в задаче? При измерениях?

Решение задач

2. Решение качественных задач.

№ 1 . В каком порядке расположатся в одном сосуде три не смешивающиеся между собой жидкости: вода, керосин, ртуть. Сделайте соответствующий рисунок. Как в этом сосуде расположатся три сплошных шарика: 1 пробковый, 2 парафиновый, 3 стальной. Ответ обоснуйте. Сделайте рисунок.

Решение задачи

Керосин 800кг/м 3

Вода 1000кг/м 3

1

Ртуть 13600кг/м 3

керосин

1. Пробка 240кг/м 3

2

2. Парафин 900кг/м 3

вода

3

3. Сталь 7800кг/м 3

ртуть

№ 2 . Мальчик, масса тела которого 40кг, держится на воде. Та часть тела, которая находится над поверхностью воды, имеет объем 2дм 3 . Определите объем всего тела мальчика.

СИ:

Дано:

Решение:

=0,002м 3

m=40кг

V 1 =2дм 3

ρ=1000кг/м 3

V т =?

V т =V пчт +V 1

по условию плавания тел F A =F т

F А =ρ ж gV пчт ; F т =mg

ρ ж gV пчт =mg

ρ ж Vпчт=m  V пчт =m/ρ ж

V пчт =0,04м 3 ; V=0,042м 3

Ответ: V=0,042м 3

№ 3 . Какую силу надо приложить, чтобы поднять под водой камень массой 30кг, объем которого 0,012м 3 .

Анализ задачи.

1. Какие силы действуют на тело, погруженное в жидкость? Куда они направлены?

2. Где находится камень?

3. Что можно сказать о силах тяжести и Архимеда в этом случае?

4. Что необходимо сделать с камнем?

5. Куда будет направлена сила, которую необходимо приложить к камню, для того чтобы его поднять?

6. Как же её найти? Чему равна равнодействующая двух сил, направленных по одной в противоположные стороны?

F ж на F  m=30кг F А +F=F т -условие равновесия ρ в =1000кг/м 3 F=F т -F А V=0,012м 3 F т =mg F A =ρ ж gV F=? F А =1000кг/м 3 ∙10Н/кг∙0,012м 3 =120Н F т =30кг∙10Н/кг=300Н F=300Н-120Н=180Н Ответ: F=180Н F A F T " width="640"

Дано:

Решение:

F т F ж на F 

m=30кг

F А +F=F т -условие равновесия

ρ в =1000кг/м 3

F=F т -F А

V=0,012м 3

F т =mg F A =ρ ж gV

F=?

F А =1000кг/м 3 ∙10Н/кг∙0,012м 3 =120Н

F т =30кг∙10Н/кг=300Н

F=300Н-120Н=180Н

Ответ: F=180Н

F A

F T

I. Домашнее задание.

Параграф 51-52

Экспериментальная задача/

С помощью мерной кружки с водой определите выталкивающую силу, действующую на картофелину при полном ее погружении в воду.

Урок закончен.

Спасибо за работу на уроке.

3 урок

"Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, называется... . Она получила название в честь древнегреческого ученого ... , который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение. Сила Архимеда рассчитывается по формуле: ... .Она зависит от ... и не зависит от плотности ... . По закону Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная по величине ... ,вытесненной телом."

1. Используя таблицу плотностей, найдите ответы на вопросы.

• а) В какой воде легче плавать: морской или речной? Почему?
• б) Почему горящий керосин нельзя тушить водой?
• в) Из какого материала можно взять тело, чтобы оно плавало на поверхности воды, внутри этой жидкости, тонуло?

Два одинаковых цилиндра, уравновешенных на коромыслах

весов, опускаются одновременно в два сосуда: один - с водой, другой - с керосином. По поведению цилиндров, определите, в каком сосуде находится вода, а в каком - керосин. Дайте объяснение.

На коромыслах весов уравновешены два тела разных объемов. Останутся ли весы в равновесии, если оба этих тела опустить в сосуды с водой? Почему нарушилось равновесие?

На коромыслах весов не уравновешены два тела. Используя сосуд с водой, как можно их уравновесить? Почему это происходит?

Определите с помощью закона Архимеда объем тела.

1 задача. Железобетонная плита имеет длину 3,5 м, ширину 1,5 м,

толщину 0,2 м. Вычислите архимедову силу.

2 задача. Насколько гранитный булыжник будет легче весить в воде,

чем в воздухе?

1 вариант . Объем куска железа 1,6 кубического метра.

Определите силу Архимеда, действующую на него в керосине.

2 вариант . Объем стального шарика 0,6 кубического метра. Определите архимедову силу, действующую на него в воде.

3 вариант. Какую силу необходимо приложить, чтобы поднять в воде камень массой 20 кг, объем которого 0,01 кубического метра?

4 вариант. Тело поместили в воду. Уровень воды при этом повысился от деления 0,01кубического метра до деления 0,15 кубического метра. Какова архимедова сила?

А теперь проверим получившиеся результаты и расшифруем слово.

№ задания

1

р

12800 Н

м

2

3

167 Н

455 Н

ы

600 Н

1210 Н

н

4

2347 Н

3459 Н

765 Н

6000Н

б

1347 Н

8906 Н

2000 Н

9836 Н

1986 Н

3465 Н

237 Н

1400 Н

100 Н

1965 Н

13768 Н

Отгадайте, о каких рыбах идет речь.

1. Больше половины этих рыб (около 220 видов) - обитатели морей. Для нереста некоторые из них поднимаются в реки. Например, в Волге эти рыбы поднимаются по реке на 2 - 3 тыс. км, двигаясь

со скоростью до 70 км в сутки.

2. Эти рыбы живут в пресных и слабо соленых водах. Ярко окрашены, имеют острые зубы. Мелкие хищники.

3. Данные рыбы внешне напоминают окуня, отличаются более вытянутым телом. Достигают в длину до 1,3 м, имеют вес до 20кг.

4. Эти рыбы принадлежат к семейству хрящевых рыб. Занесены в

Красную книгу.