Сила Архимеда: Применение и Законы
Сила Архимеда – это принцип, описывающий всплывающую силу, которую тело погруженное в жидкость испытывает, равную весу вытесненной жидкости. Этот принцип открыл древнегреческий математик Архимед и имеет широкое применение в различных областях науки и техники.
Сила Архимеда: Понятие и Примеры
Концепция силы Архимеда может быть проиллюстрирована изображением плавающего объекта в жидкости и векторной стрелкой, указывающей направление и величину всплывающей силы. Визуальное представление помогает лучше понять и объяснить эту физическую концепцию.
Ниже приведены формулы по физике и примеры закона Архимеда, демонстрирующие вес вытесненной жидкости:
Формулы по физике
Закон Архимеда
Архимед и формулы
Реальные примеры
Вывод
Сила Архимеда является важным понятием в физике, и ее применение широко распространено в реальном мире. Понимание этого принципа позволяет объяснить множество физических явлений и создать новые технологии на основе этого закона. Рекомендуется изучить эту концепцию более подробно для того, чтобы расширить свои знания в области физики.
Сила Архимеда: Важный физический закон
Существует много важных физических законов, одним из которых является закон Архимеда. Этот закон получил свое название в честь великого греческого ученого Архимеда, который впервые сформулировал его принципы.
Что такое Сила Архимеда?
Сила Архимеда – это сила, действующая на тело, погруженное в жидкость. Суть закона состоит в том, что тело, погруженное в жидкость, испытывает всплывающую силу, равную весу жидкости, вытесненной телом. Это позволяет нам объяснить почему корабли плавают и почему тела в воде кажутся легче.
Формула и применение Силы Архимеда
Формула для расчета силы Архимеда выглядит следующим образом:
[ F_А = \rho \cdot V_{выт} \cdot g ]Где:
- ( F_А ) – Сила Архимеда
- ( \rho ) – Плотность жидкости
- ( V_{выт} ) – Объем вытесненной жидкости
- ( g ) – ускорение свободного падения
Важность Закона Архимеда
Закон Архимеда имеет огромное значение в физике и науке. Он позволяет нам понять множество явлений, связанных с плаванием тел в жидкостях и газах. Понимание этого закона поможет вам разобраться во многих аспектах физических процессов.
Иллюстрации и изображения
Заключение
Сила Архимеда – это важный физический закон, который играет огромную роль в нашем понимании мира. Изучение этого закона поможет вам лучше понять окружающие вас физические процессы.
Закон Архимеда: Выталкивающая сила
Исследователи и инженеры древности всегда стремились к разработке эффективного оружия. Среди них были и античные инженеры, разрабатывавшие оружие массового поражения, включая термические виды. Взглянем на их достижения и то, что можно почерпнуть из их опыта для современной науки, из отрывка книги Адриенны Мэйор Яды, микробы, животные, адский огонь. История биологического и химического оружия Древнего мира.
Поиски эффективного оружия в древности
Чрезвычайно важно сохранить культуру и ценности гуманизма в наше время угроз и насилия. Мы продолжаем говорить о книгах, напоминая, что мысле и творчеству всегда найдется место в мире даже в трудные эпохи.
Книга Адриенны Мэйор
Адриенна Мэйор. Яды, микробы, животные, адский огонь. История биологического и химического оружия Древнего мира. М.: КоЛибри, Азбука-Аттикус, 2023. Перевод с английского Александра Коробейникова.
Эпоха Архимеда
Один из выдающихся инженеров и математиков, Архимед, работал на разработкой новых видов оружия для защиты города Сиракуз от римлян в 212 году до н.э. Решения, придуманные им, были удивительно эффективными и включали в себя катапульты, стрелявшие огненными шарами, и гигантские краны, способные поднимать корабли из воды и сбрасывать их обратно.
Тепловой луч Архимеда
Одним из наиболее известных изобретений Архимеда был тепловой луч, направленный на флот римлян под командованием Клавдия Марцелла. Архимед приказал полировать вогнутые поверхности бронзовых щитов до зеркального блеска, чтобы создать своеобразное зеркало. Путем фокусировки солнечных лучей на корабли удалось поджечь их паруса и причинить значительный вред флоту Марцелла.
Римский командир пришлось отказаться от блокады, но в конце концов он сумел взять Сиракузы.
Если вас заинтересовал этот отрывок истории, обязательно почитайте книгу Адриенны Мэйор. Развивайте свои знания и обогащайте свой опыт изучения истории оружия древности.
Архимед: жизнь и наследие
Марцелл приказал своим людям взять Архимеда живым, надеясь, что римляне смогут от него чему-то научиться. Это, вероятно, первый зафиксированный случай пленения вражеского специалиста по биохимическому оружию или предоставления ему иммунитета. Но римские солдаты убили старого инженера во время жестокого грабежа города. Марцелл с почестями похоронил ученого, украсив его надгробие цилиндром и сферой.
Могила Архимеда долго пребывала в забвении, пока спустя более чем сто лет римский оратор Цицерон не нашел ее в каком-то колючем кустарнике за городскими воротами Сиракуз.
История источников света
Примерно через 700 лет после взятия Сиракуз, в 515 г. н. э., философ Прокл, как утверждается, воспользовался зеркальным оружием Архимеда и сжег корабли фракийского мятежника Виталиана, посланные против византийского императора Анастасия I. В эпоху Просвещения и позже многие ученые проводили сложные вычисления и эксперименты, чтобы выяснить, действительно ли мог метод Архимеда сработать.
Первая серия экспериментов была предпринята графом Бюффоном из Музея естественной истории в Париже: с помощью зеркал пытались поджечь сосновую доску, размещенную в 50 метрах. В 1975 году греческий ученый доктор Иоаннис Саккас провел свою проверку. Он выстроил определенным образом 60 греческих моряков, вручив каждому по зеркалу в виде продолговатого щита.
По команде они одновременно наклонили щиты, направив солнечные лучи на деревянный корабль, стоявший в 50 метрах от них. Он немедленно загорелся. Столь же успешная реконструкция была предпринята в 2005 году в популярной телепередаче Разрушители легенд: в заливе Сан-Франциско доктор Дэвид Уоллес из Массачусетского технологического института при помощи зеркал поджег построенную в 1924 году рыбацкую лодку.
Современное применение наследия Архимеда
Согласно латинским источникам, римские моряки Марцелла впадали в панику при виде каждого нового хитроумного приспособления. Многие верили, что сиракузянам помогают боги колдовства. Огненный луч, внезапно поджегший их корабли, вполне можно было принять за молнию с небес.
И действительно, впечатляющие эффекты применения дальнобойного термического оружия — это не признак романа в жанре научной фантастики, а область поиска современных оружейников. Тепловой луч в виде лазерной пушки, испепеляющей жертв, судя по всему, был одним из многих видов изощренного секретного оружия, которое тестировалось США во время вторжения в Панаму в 1989 году, как следует из интервью с медицинским персоналом и свидетелями.
Через несколько лет, в 2001 году, Пентагон представил оружие массового поражения, способное направлять луч высокой температуры на расстояние более полукилометра. Болезненное ощущение жжения, вызванное тем же микроволновым излучением, которое помогает нам разогревать пищу (хотя, конечно, куда более интенсивным), было предназначено для сравнительно мирного разгона толпы, а не для того, чтобы кого-то сварить или убить.
Идея данной «системы активного блокирования», разработанной Raytheon, состоит в том, чтобы установить микроволновую лучевую пушку на военный автомобиль и направлять на отдельных людей или их группы. Рассеивая «угрожающие спокойствию толпы» с безопасного расстояния, луч причиняет значительную боль, но не наносит реального вреда: достаточно уклониться от его воздействия. Поток направленной энергии проходит через кожу жертвы, нагревая ее до 55 ° и вызывая ощущение горения. В 2007 году появилась еще одна версия тепловой пушки, способная направлять электромагнитные радиочастотные пучки на расстояние почти полкилометра. Нам нужно «подобное оружие», заявил глава Дирекции нелетального оружия Управления перспективных исследовательских программ, «поскольку отличить комбатантов от нонкомбатантов трудно». Действительно, эти виды теплового оружия были разработаны для контроля над толпами, в которые часто входят представители гражданского населения и которые собираются на плотно заселенных территориях. Армия США решила в том году не использовать тепловые пушки на танках в Ираке во избежание обвинений в пытках. В 2010 году это оружие было отправлено в Афганистан, но возникли противоречия относительно этичности его использования и степени причиняемых ожогов, и его отозвали. Однако работа над ним продолжается: поставлена задача создать оружие по производству направленной энергии, которое может управляться не только с танков и кораблей, но и с воздуха.
«Это безопасно, совершенно безопасно, — заявил в 2001 году полковник Джордж Фентон, глава Дирекции нелетального оружия США. — Вы отходите от луча — и нет никакого долгосрочного эффекта, он отсутствует, равен нулю». Однако потенциальная угроза здоровью и безопасности очевидна. Критики оружия указывают, что, если луч будет сфокусирован на человеке достаточно продолжительное время, в особенности если человек будет к тому моменту уже обездвижен другими видами нелетального оружия — слезоточивым газом или седативным аэрозолем, или зажат в толпе, или травмирован, могут последовать серьезнейшие ожоги. Этот человек, возможно, не успеет скрыться, и его ждет судьба македонцев, обстрелянных горящим песком в Тире, или римских моряков на кораблях, павших жертвой зеркал Архимеда.
Лук и стрелы, зеркала Архимеда и горящие корабли оказались хорошими системами перемещения огня. Технология скручивания, применяемая в катапультах (основанная на упругости эластичных веревок, сделанных из сухожилий или волос), была изобретена примерно в 350 г. до н. э., что значительно расширило возможности метания горящих горшков и стрел за городские стены и на боевые корабли. Еще раньше появилось другое важное изобретение: в 424 г. до н. э. беотийцы, союзники спартанцев в Пелопоннесской войне, придумали самый настоящий огнемет.
Изобретение появилось буквально через четыре года после того, как спартанцы попытались устроить химическую атаку под Платеями, но сами пали ее жертвой из-за неблагоприятного ветра. Устройство примитивного беотийского огнемета позволяло устранить проблемы, с которыми столкнулись спартанцы: оно создавало искусственный ветер. Мощность его была высока, но применять его можно было только в ближнем бою, как, впрочем, и современные огнеметы. Фукидид рассказывал, как огнемет уничтожил деревянные укрепления в Делии, устроенные афинянами.
Беотийцы выдолбили огромное бревно и обили его железом. Они подвесили на цепях к одному концу бревна большой котел и к нему от бревна провели железную трубку. В котле пылали уголь, сера и смола. Все это устройство приладили к повозке и приставили вплотную к городской стене. После этого беотийцы присоединили огромные кузнечные меха к своему концу бревна и стали закачивать воздух через трубу, раздувая химическое пламя и газы в котле. Стены охватил огонь, как и многих защитников, вынужденных бежать со своих мест, и в итоге Делий был взят.
Подобное же устройство (причем в состав горючих веществ на этот раз, как ни странно, входил еще и уксус) было во II в. разработано Аполлодором Дамасским, военным специалистом на службе римских императоров. Добавление уксуса, как утверждается, позволяло огнеметной машине разрушать даже каменные укрепления. Другие римские историки, например Кассий Дион и Витрувий, тоже сообщали, что уксус в сочетании с огнем способен разрушать камни. Однако современные исследователи пребывают от этого факта в недоумении.
Использование уксуса и огня для разрушения каменных перекрытий впервые было описано историками Ливием и Плинием в рассказах о том, как инженеры Ганнибала решили логистические проблемы при переходе через Альпы в 218 г. до н. э. Чтобы расчистить обвал, преградивший войску Ганнибала путь в горах, карфагеняне навалили на них стволы больших деревьев и подожгли. Когда огромный костер раскалил камни докрасна, на них вылили уксус (точнее, уксусную кислоту, которая содержится в прокисшем вине) — и те моментально растворились.
Долгое время свидетельства древних о том, что уксус и огонь способны разрушать стены, и рассказ о хитрости инженеров Ганнибала не принимались во внимание и считались лишь легендами, однако в 1992 году научные эксперименты показали, что камни, разогретые до высоких температур, действительно раскалываются, если вылить на них значительное количество уксуса. Дальнейшие эксперименты с кислым красным вином (основным источником уксуса в древности) привели к еще более эффектным результатам: горячие камни раскалывались с шипением. Ученые выяснили, что лучше всего такая химическая реакция работала для известняка и мрамора, то есть излюбленных материалов для крепостных стен в античном мире. Теперь стал ясен принцип работы машины Аполлодора: очень горячее, химически интенсивное пламя направлялось на каменные стены. Когда камни раскалялись докрасна, на стены выливались ведра уксуса, — и камни начинали разламываться.
физики в 7 классе
урок изучения нового материала
урок – смешанный
выяснить причины возникновения силы, действующей на тело в жидкости, ее качественном и количественном описании, а также выяснить область применимости полученных знаний и умений на практике.
мые результаты учебного занятия
Предметные результаты обучения
– понять смыслы закона Архимеда и архимедовой силы; уметь измерять архимедову силу;
– овладеть опытом решения проблем и опытом эвристической деятельности при решении качественных физических задач по изучаемой теме;
– понимание ценности: «успех как самостоятельное преодоление затруднений»
– уметь применять теоретические знания по физике на практике при решении физических задач;
Метапредметные результаты обучения
в познавательной деятельности
– умение различать факт, мнение, доказательство, гипотезу;
– исследовать несложные практические ситуации, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки на практике.
– умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение).
– отражать в устной и письменной форме результаты своей деятельности.
– формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах;
– развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;
в рефлексивной деятельности
– постановка целей, планирование, самоконтроль и оценка результатов своей деятельности;
– формирование умений работать в группе, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию.
– поиск и устранение причин возникших трудностей.
– осознанное определение сферы своих интересов и возможностей.
– владение умениями совместной деятельности: согласование деятельности с другими ее участниками; объективное оцениваниесвоего вклада в решение общих задач коллектива
Личностные результаты обучения
формирование убеждённости в возможности познания природы, уважение к творцам науки, отношение к физике как к элементу общечеловеческой культуры;
формирование самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;
убежденность в необходимости использования знаний закона Архимедадеятельности и повседневной жизни.
Актуализация опорных знаний (фронтальный опрос);
Этап постановки целей и задач урока;
Объяснение новой темы;
Закрепление нового материала;
Мобилизация и положительный настрой учащихся в начале урока.
Дети, давайте повторим с вами уже изученные величины, их обозначения и формулы, а также единицы измерения и приборы
4. Давление в жидкостях
1). Как распространяется давление внутри жидкости?Из закона Паскаля следует, что раз передается одинаково во всех направлениях, то верхние слои давят на средние, средние — на нижние, нижние — на дно сосуда.
2). Чем объясняется увеличение давления жидкости с глубиной?То. давление в нижних слоях самое большое, в верхних же самое маленькое.
3). Как распределяется давление в жидкости на одном и том же уровне? одинаково по всем направлениям.
4). Какие силы действуют на тело, погруженное в жидкость? Сила тяжести, выталкивающая сила (Сила Архимеда)
Этап постановки целей и задач урока (проблема – формулировка задачи)
- Почему собака-водолаз легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу не может сдвинуть его с места? (предполагаемые ответы учащихся)
Ходить по берегу, усеянному , босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?
Предлагают разные варианты ответов.
Удалось вам ответить на вопросы?
– Почему не всем удалось выполнить задание? Где возникали затруднения?
Как видим, тех знаний, что вы усвоили на предыдущих уроках, не совсем достаточно для того, чтобы полно и корректно ответить на поставленные вопросы. Таким образом, мы сталкиваемся с необходимостью пополнения багажа наших знаний о некоторой силе (выталкивающей) и законах ее
Для того чтобы мы могли полноценно работать, нам необходимо сформулировать цель нашего сегодняшнего занятия.
Наша цель заключается в выяснении причины возникновения силы, действующей на тело в жидкости, ее качественном и количественном описании, а также в выяснении области применимости полученных знаний и умений на практике.
Итак, цель намечена. Теперь необходимо поставить , решение которых приведет нас к конечной цели. Давайте попробуем
Исследовать действие жидкости на погруженное в нее тело. (исследуем по видео)
Качественно описать силу, действующую на тело в жидкости (установить от чего зависит эта сила).
Количественно описать силу, действующую на тело в жидкости (формула).
ся применять полученные знания
.Объяснение новой темы (записи основных моментов в тетради)
(«Открытие» детьми нового знания).
исследование действия жидкости на погруженное в них тело.
Попробуем решить первую задачу, которую мы поставили перед собой: Исследовать действие жидкости на погруженное в нее тело.
В чем мы должны убедиться? (в воде тело легче, чем в воздухе).
Как это сделать? (Могут быть разные ответы, все гипотезы записываются на доске).
Определим вес данного тела в воздухе –
Определим вес этого тела в воде –
Сравните результаты и сделайте вывод: Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе.
Почему вес тела в воде меньше веса в воздухе? (на тело в воде действует сила)
Куда направлена эта сила?
Знаете ли вы, кто впервые исследовал действие силы на тело, погруженное в жидкость?
(видеофрагмент «Легенда об Архимеде»)
Как называется эта сила?
Какую информацию мы должны записать для пополнения багажа наших знаний?
– архимедова сила, в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.
выполняют рисунок, записывают результаты эксперимента.
Промежуточный итог:
Мы решили 1-ю поставленную перед собой задачу: Исследовали действие жидкости на погруженное в нее тело
на тело, погружённое в жидкость, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости.
Существует легенда о том, как Архимед пришел к открытию, что выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме тела. Он размышлял над задачей, заданной ему сиракузским царем Гиероном (250 лет до н. э.).
Царь Гиерон поручил ему 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 или нет.
Достоверно неизвестно, каким методом пользовался Архимед, но можно предположить следующее. Сначала он нашел, что кусок чистого золота в 19,3 раза тяжелее такого же объема воды. Иначе говоря, плотность золота в 19,3 раза больше плотности воды.
Архимеду надо было найти плотность вещества короны. Если эта плотность оказалась бы больше плотности воды не в 19,3 раза, а в меньшее число раз, значит, корона была изготовлена не из чистого золота.
Взвесить корону было легко, но как найти ее объем? Вот что затрудняло Архимеда, ведь корона была очень сложной формы. Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, когда он, находясь в бане, погрузился в наполненную водой ванну, его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбужденный своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашел! Нашел!».
Архимед взвесил корону сначала в воздухе, затем в воде. По разнице в весе он рассчитал выталкивающую силу, равную весу воды в объеме короны. Определив затем объем короны, он смог уже вычислить ее плотность, а зная плотность, ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешевых металлов в золотой короне?
Легенда говорит, что плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием.
Историки рассказывают, что задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Результатом этого было появление замечательного сочинения «О плавающих телах», которое дошло до нас.
Каковы наши дальнейшие действия?
Попробуем решить вторую задачу, поставленную перед собой:
установим, от чего зависит выталкивающая сила, и от чего не зависит.
Работа в группах
Выполнение задания по наблюдению опыта по видеоролику (сделать отчет, оформить его в виде таблицы, сообщить вывод)
Результаты записываются в виде таблицы.
От формы тела
От объема тела
От плотности жидкости
От глубины погружения тела
Мы решили 2-ю поставленную перед собой задачу: установили, от чего зависит выталкивающая сила, и от чего не зависит.
архимедова сила зависит от плотности жидкости и объема тела, не зависит от массы и формы тела, глубины погружения тела.
Попробуем решить третью задачу, поставленную перед собой:
количественно опишем силу, действующую на тело в жидкости (формула).
Предлагаю вам количественно описать силу Архимеда после просмотра видеоролика по проведению опыта
опыта с ведерком Архимед
: выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости, в объеме погруженного в нее тела.
Посмотрите, совпадает ли математическая формула с практическим выводом?
Мы решили 3-ю поставленную перед собой задачу: получили количественную зависимость архимедовой силы от плотности жидкости и объема тела (формулу)
Попробуем решить четвертую задачу, поставленную перед собой:
научимся применять полученные знания на практике.
Прежде чем мы будем применять полученные знания при решении задач, давайте повторим изученный материал
Какими способами можно рассчитать выталкивающую силу, действующую
(опыт ведерко Архимеда)
От чего зависит архимедова сила?
(объем, плотность жидкости)
По какой формуле можно рассчитать архимедову силу?
Переходим к следующему этапу нашего занятия – научимся применять полученные знания для решения задач.
1. Вес картофелины в воздухе равен 3,5 Н, а в воде 0,5 Н. Чему равна выталкивающая сила?
А) 4 Н; Б) 0,3 Н; В) 3 Н; Г) 2,7 Н.
2. Железный и деревянный шары равных объемов бросили в воду. Равны ли выталкивающие силы, действующие на эти шары?
А) На железный шар действует большая выталкивающая сила;
Большая выталкивающая сила действует на деревянный шар;
На оба шара действуют одинаковые выталкивающие силы.
3. К пружинному динамометру подвешено металлическое тело. В каком случае показания динамометра будут больше: если тело опустить в воду или в керосин?
А) Больше в воде;
Больше в керосине;
На какой из опущенных в воду стальных шаров действует наибольшая выталкивающая сила?
Одинакового объема тела – стеклянное и стальное – опущены в воду. Одинаковые ли выталкивающие силы действуют на них?
Одинаковые ли выталкивающие силы будут действовать на данное тело в жидкости при погружении его на разную глубину? (ответ: одинаково, т.к. закон Архимеда от глубины не зависит)
. Рефлексия
Наш урок подходит к завершению. Подведем итоги урока.
Что нового вы узнали, поняли?
Что научились делать?
Что понравилось более всего на уроке?
Что вызвало затруднение? И почему?
Достигнута ли личная цель?
(Проводится сравнение с предложенными в начале урока гипотезами.)
еперь вы сможете мне объяснить, почемуодить по берегу, усеянному мелким, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно, почему собака-водолаз легко может тащить человека по воде, но только до берега.
Вес человека на берегу увеличивается.
УЧИТЕЛЬ ВЫСТАВЛЯЕТ ОЦЕНКИ ЗА УРОК.
. Домашнее задание:
Перышкин А. В. , Физика 7класс.
: проведите о, как ведет себя яйцо в воде и растворе соли
Повторение
1.Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал «чудовищной» силой. Стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1 тонну. Правда только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть эти рассказы правдой? 2.Существует «Мертвое озеро» Может ли быть такое? в Палестине. Утонуть в нем нельзя. Тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг. Может ли быть такое?
Самостоятельная работа
В воду опущен медный кубик массой 100 г и тонкая медная пластина I массой 10 г. Одинакова ли выталкивающая сила в обоих случаях? Кусок мрамора весит столько, сколько весит медная тара. Что из них легче удержать в воде? К чашкам весов подвешены две гири равного веса: фарфоровая и железная. Нарушится ли равновесие весов, если гири опустить в сосуд с водой? Какое заключение можно сделать о величине архимедовой силы, проводя соответствующие опыты на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле? Действует ли на искусственном спутнике Земли закон Паскаля и архимедова сила? Из какого материала надо сделать гири, чтобы при точном взвешивании можно было не вводить поправки на потерю веса в воздухе?
Архимедова сила
«Знания – дети удивления и любопытства» Луи де Бройль Архимедова сила
ПРОВЕРЯЛКИН
1. Формула давления твёрдого тела. (Р=F/S) 2.Обозначение плотности вещества. (ρ) 3.Формула давления жидкости на дно сосуда. (Р=ρ·g·h) 4.Давление на одном уровне больше в керосине или в воде, если плотность воды больше плотности керосина?(больше в воде) 5.Вес тела действует на (опору или подвес) 6. В сосуд с водой опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда? (не изменилось) 7. Изменяется ли давление в жидкости при погружении? (изменяется) 8.Одинаковы ли силы давления, которые действуют снизу и сверху на тело, погруженное в жидкость? (нет) А на боковые грани? (да) Чем это можно объяснить? 9. Куда направлена равнодействующая сил, действующих на верхнюю и нижнюю грани?
Легенда об Архимеде
Сиракузский царь Гиерон захотел выяснить из чистого ли золота его корона и поручил эту задачу Архимеду. Трудность состояла в том, чтобы определить объём короны, которая имела очень сложную форму. Как-то Архимед принимал ванну, и тут ему в голову пришла блестящая идея: погружая корону в воду можно определить её объём, измерив, объём вытесненной ею воды. Согласно легенде Архимед выскочил на улицу с криком «эврика», то есть «нашел». Так был открыт Закон Архимеда.
«Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением». М. В. Ломоносов • Постановка темы, цели и задач урока
Закон Архимеда
• На тело, погруженное в жидкость действует сила равная весу жидкости взятому в объёме данного тела.
Выводы Архимедова сила Не зависит от: Зависит от: 1) плотности тела 1) плотности жидкости 2) положения тела 2) объема тела, погруженного в жидкость 3) формы тела 4) от глубины погружения
Какой вывод можно сделать из этих наблюдений? 1. На любые тела, погруженные в воду, действует выталкивающая сила. 2.Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх. Значит, на все тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила, и на те, которые плавают, и на те, которые тонут. Выясним, почему возникает выталкивающая сила.
Закон Архимеда: На погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, численно равная весу жидкости (газа), вытесненной телом, и приложенная к центру тяжести вытесненного телом объема жидкости (газа).
Демонстрируется опыт с ведёрком Архимеда • 1. Что сделала пружина, когда мы к ней подвесили ведёрко Архимеда? • 2. Что произошло с пружиной, когда мы опустили ведёрко в сосуд с водой? • 3. Что произошло с пружиной, когда мы вылили воду в ведёрко? Итак, выталкивающая сила сжала пружину на несколько делений, а вес вытесненной воды растянул пружину на те же деления. Что можно сказать об этих силах? Таким образом, мы ещё раз убедились в том, что выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесненной телом. ВЫВОД: сила Архимеда зависит от Vт и от ρж.
Первичное закрепление
Как можно определить выталкивающую силу? Чему равна выталкивающая сила?
«Открытие» нового знания
"Без сомнения, все наши знания начинаются с опыта." (И. Кант) «Открытие» нового знания Задача: исследование действия жидкости или газа на погруженное в них тело. Фронтальный эксперимент: • Определите вес данного тела в воздухе. • Определите вес этого тела в воде. • Сравните результаты и сделайте вывод • Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе. Почему вес тела в воде меньше веса в воздухе?
«Мы обязаны Архимеду фундаментом учения о равновесии жидкостей» Ж.Лагранж
Итог урока
•Что вы узнали сегодня на уроке? •Чему вы научились ? Домашнее задание: § 48, 49, упр. 32 зад. № 1, 2 (устно)