Технологическая карта

«Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Сила Архимеда»

Собака легко перетаскивает утопающего в воде, но на берегу не может сдвинуть его с места. Почему?

Почему железный

гвоздь тонет, а корабль плавает?

Почему люди не летают?

Как действует жидкость или газ на погруженное в них тело?

• Ответ на вопрос поможет понять, как и почему плавают или тонут тела, как обеспечивается плавучесть кораблей и полет аэростатов.

Архимед (287 - 212 до н.э.)

Древнегреческий математик, физик и инженер Архимед. Сделал множество открытий в геометрии. Заложил основы механики, гидростатики, автор ряда важных изобретений.

• На любые тела, погруженные в воду, действует выталкивающая сила.

• Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх.

Выясним от каких факторов (физических величин) зависит выталкивающая сила:

• От объема тела;

• Глубины погружения;

• Формы тела;

• Плотности жидкости;

• Его веса (массы);

• Плотности тела.

От чего же зависит величина выталкивающей силы?

От каких величин она не зависит?

1. Формы тела

2. Плотности тела

3. Глубины погружения

4. Массы тела

1. Объёма тела, Vт

2. Плотности жидкости, ρ

Жидкость давит на дно и стенки сосуда,

а если внутрь её поместить твердое тело, то оно также будет подвергаться давлению.

p

= ρg

h

F 1 F выт = F 2 – F 1 (4) S 1 Sh = V Т , где V Т – объем параллелепипеда F а = ρ ж gV S 2 " width="640"

Вывод формулы архимедовой силы

p 2 = ρ ж gh 2 (1)

p 1 = ρ ж gh 1

h 1 – высота столба жидкости до верхнего основания параллелепипеда,

h 2 – высота столба жидкости до нижнего основания параллелепипеда.

h 2 – h 1 = h – высота параллелепипеда,

S 1 = S 2 =S

F 2 F 1

F выт = F 2 – F 1 (4)

S 1

Sh = V Т , где V Т – объем параллелепипеда

F а = ρ ж gV

S 2

Опыт с ведерком Архимеда

F а ~ ρ ж gV

ρ ж V= m ж

F а = m ж g

F а =P ж

Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела

Действие выталкивающей силы со стороны газов

К коромыслу весов подвешены два одинаковых шара. Их вес одинаков, поэтому коромысло находится в равновесии.

Подставим под правый шар пустой стакан. От этого вес шаров не изменится, поэтому равновесие сохранится.

Нальем в стакан углекислого газа, плотность которого больше плотности воздуха. Равновесие коромысла нарушится, показывая, что вес правого шара стал меньше.

9

Выводы:

• Выталкивающая сила возникает как в жидкостях, так и в газах.

• Выталкивающая сила появляется из-за того, что на нижнюю грань тела действует бóльшая сила давления, чем на верхнюю.

• Тело выталкивается из жидкости или газа с силой F выт , равной разности сил давления на нижнюю грань тела F 2 и верхнюю грань F 1 : F выт = F 2 – F 1 и направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу.

• Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в неё тела: F ж = m ж g = P ж .

9

Задание на дом: §48, 49