Kapag naghahanda ng isang solusyon sa asin ng isang tiyak na density, ang mga maybahay ay naglulubog ng isang hilaw na itlog dito: kung ang density ng solusyon ay hindi sapat, ang itlog ay lumulubog, kung ito ay sapat, ito ay lumulutang. Ang density ng sugar syrup sa panahon ng canning ay tinutukoy sa parehong paraan. mula sa materyal sa talatang ito matututunan mo kapag ang isang katawan ay lumutang sa isang likido o gas, kapag ito ay lumutang at kapag ito ay lumubog.

Pinatutunayan namin ang mga lumulutang na kondisyon ng mga katawan

Maaari kang magbigay ng maraming mga halimbawa ng mga katawan na lumulutang. Ang mga barko at bangka, mga laruang gawa sa kahoy at mga lobo ay lumulutang, isda, dolphin at iba pang nilalang na lumalangoy. Ano ang tumutukoy sa kakayahan ng katawan na lumangoy?

Magsagawa tayo ng isang eksperimento. Kumuha tayo ng isang maliit na sisidlan na may tubig at ilang bola na gawa sa iba't ibang materyales. Salit-salit naming ilulubog ang mga katawan sa tubig, at pagkatapos ay ilalabas ang mga ito nang walang paunang bilis. Dagdag pa, depende sa density ng katawan, posible ang iba't ibang mga pagpipilian (tingnan ang talahanayan).

Pagpipilian 1. Sumisid. Ang katawan ay nagsisimulang lumubog at kalaunan ay lumulubog sa ilalim ng sisidlan. Alamin natin kung bakit ito nangyayari. Dalawang puwersa ang kumikilos sa katawan:

Ang katawan ay lumulubog, na nangangahulugan na ang pababang puwersa ay mas malaki:

ang isang katawan ay lumulubog sa isang likido o gas kung ang density ng katawan ay mas malaki kaysa sa density ng likido o gas.

Pagpipilian 2. Lumulutang sa loob ng likido. Ang katawan ay hindi lumulubog o lumulutang, ngunit nananatiling lumulutang sa loob ng likido.

Subukang patunayan na sa kasong ito ang density ng katawan ay katumbas ng density ng likido:

ang isang katawan ay lumulutang sa loob ng isang likido o gas kung ang density ng katawan ay katumbas ng density ng likido o gas.

Pagpipilian 3. Pag-akyat. Ang katawan ay nagsisimulang lumutang at kalaunan ay humihinto sa ibabaw ng likido, na bahagyang nalubog sa likido.

Habang lumulutang ang katawan, ang puwersa ng Archimedean ay mas malaki kaysa sa puwersa ng grabidad:

Ang paghinto ng isang katawan sa ibabaw ng isang likido ay nangangahulugan na ang puwersa ng Archimedean at ang puwersa ng grabidad ay balanse: ^ strand = F arch.

ang isang katawan ay lumulutang sa isang likido o gas o lumulutang sa ibabaw ng isang likido kung ang density ng katawan ay mas mababa kaysa sa density ng likido o gas.

Pinagmamasdan namin ang mga lumulutang na katawan sa wildlife

Ang mga katawan ng mga naninirahan sa mga dagat at ilog ay naglalaman ng maraming tubig, kaya ang kanilang average na density ay malapit sa density ng tubig. Upang malayang gumalaw sa isang likido, dapat nilang "kontrolin" ang average na density ng kanilang katawan. Magbigay tayo ng mga halimbawa.

Sa mga isda na may swim bladder, ang ganitong kontrol ay nangyayari dahil sa mga pagbabago sa dami ng pantog (Larawan 28.1).

Ang nautilus mollusk (Larawan 28.2), na naninirahan sa mga tropikal na dagat, ay maaaring mabilis na lumutang at lumubog muli sa ilalim dahil sa katotohanan na maaari nitong baguhin ang dami ng mga panloob na cavity sa katawan (ang mollusk ay nabubuhay sa isang spiral-twisted. shell).

Ang spider ng tubig, na laganap sa Europa (Larawan 28.3), ay nagdadala kasama nito sa kalaliman ng isang air shell sa tiyan nito - ito ang nagbibigay dito ng isang reserba ng buoyancy at tinutulungan itong bumalik sa ibabaw.

Pag-aaral upang malutas ang mga problema

Gawain. Ang isang tansong bola na tumitimbang ng 445 g ay may lukab sa loob na may dami na 450 cm 3. Lutang ba ang bolang ito sa tubig?

Pagsusuri ng isang pisikal na problema. Upang masagot ang tanong kung paano kumilos ang isang bola sa tubig, kailangan mong ihambing ang density ng bola (sphere) sa density.

sa °dy (tubig).

Upang makalkula ang density ng isang bola, kailangan mong matukoy ang dami at masa nito. Ang masa ng hangin sa bola ay hindi gaanong mahalaga kumpara sa masa ng tanso, kaya t ng bola = t ng tanso. Ang volume ng bola ay ang volume ng tansong shell.Copper at ang volume ng cavity V - . Ang dami ng tansong shell ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-alam

masa at density ng tanso.

Nalaman natin ang tungkol sa mga densidad ng tanso at tubig mula sa mga talahanayan ng density (p. 249).

Maipapayo na malutas ang problema sa ipinakita na mga yunit.

2. Alam ang dami at masa ng bola, tinutukoy namin ang density nito:

Pagsusuri ng resulta: ang density ng bola ay mas mababa kaysa sa density ng tubig, kaya ang bola ay lumulutang sa ibabaw ng tubig.

Sagot: oo, lulutang ang bola sa ibabaw ng tubig.

Isa-isahin natin

Ang isang katawan ay lumulubog sa isang likido o gas kung ang density ng katawan ay mas malaki kaysa sa density ng likido o gas (p t >p g) · Ang isang katawan ay lumulutang sa loob ng isang likido o gas kung ang density ng katawan ay katumbas ng density ng ang likido o gas (t = p g). Ang isang katawan ay lumulutang sa isang likido o gas o lumulutang sa ibabaw ng isang likido kung ang density ng katawan ay mas mababa kaysa sa density ng likido o gas

Kontrolin ang mga tanong

1. Sa anong kondisyon lulubog ang isang katawan sa isang likido o gas? Magbigay ng halimbawa. 2. Anong kondisyon ang dapat matugunan para lumutang ang katawan sa loob ng likido o gas? Magbigay ng halimbawa. 3. Bumuo ng kondisyon kung saan lumulutang ang isang katawan sa isang likido o gas. Magbigay ng halimbawa. 4. Sa anong kondisyon lulutang ang isang katawan sa ibabaw ng likido? 5. Bakit at paano nagbabago ang density ng mga naninirahan sa mga dagat at ilog?

Pagsasanay Blg. 28

1. Lutang ba sa mercury ang isang unipormeng lead block? sa tubig? sa langis ng mirasol?

2. Ilagay ang mga bola na ipinapakita sa Fig. 1, sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng density.

3. Lutang ba sa tubig ang isang bloke na may mass na 120 g at volume na 150 cm 3?

4. Ayon sa Fig. 2 Ipaliwanag kung paano sumisid at lumutang ang isang submarino.

5. Ang katawan ay lumulutang sa kerosene, ganap na nakalubog dito. Tukuyin ang masa ng katawan kung ang volume nito ay 250 cm3.

6. Tatlong likido na hindi naghahalo ang ibinuhos sa sisidlan - mercury, tubig, kerosene (Larawan 3). Pagkatapos ay ibinaba ang tatlong bola sa sisidlan: bakal, foam at oak.

Paano nakaayos ang mga layer ng likido sa sisidlan? Tukuyin kung aling bola ang alin. Ipaliwanag ang iyong mga sagot.

7. Tukuyin ang dami ng bahagi ng amphibious na sasakyan na nakalubog sa tubig kung ang puwersa ng Archimedean na 140 kN ay kumilos sa sasakyan. Ano ang masa ng amphibious na sasakyan?

8. Bumuo ng isang problema na kabaligtaran sa problemang tinalakay sa § 28 at lutasin ito.

9. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng density ng isang katawan na lumulutang sa tubig at ang bahagi ng katawan na ito na matatagpuan sa itaas ng ibabaw ng tubig.

Ar t = 400 kg/m 3 1 0

B r t = 600 kg/m 3 2 °D

Vrt = 900 kg/m 3 3 0, 4

G r t = 1000 kg/m 3 4 0, 6

10. Ang isang aparato para sa pagsukat ng density ng mga likido ay tinatawag na hydrometer. Gamit ang karagdagang mga mapagkukunan ng impormasyon, alamin ang tungkol sa istraktura ng isang hydrometer at ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito. Sumulat ng mga tagubilin kung paano gumamit ng hydrometer.

11. Punan ang talahanayan. Isaalang-alang na sa bawat kaso ang katawan ay ganap na nahuhulog sa likido.

Pang-eksperimentong gawain

"Cartesian Diver". Gumawa ng pisikal na laruan na inspirasyon ng French scientist na si Rene Descartes. Ibuhos ang tubig sa isang plastik na garapon na may masikip na takip at ilagay ang isang maliit na beaker (o maliit na bote ng gamot) na bahagyang puno ng tubig, butas pababa, sa loob nito (tingnan ang larawan). Dapat may sapat na tubig sa beaker upang ang beaker ay nakausli nang bahagya sa ibabaw ng tubig sa garapon. Isara ang garapon nang mahigpit at pisilin ang mga gilid. Pagmasdan ang pag-uugali ng beaker. Ipaliwanag ang pagpapatakbo ng device na ito.

LABORATORY WORK No. 10

Paksa. Pagpapasiya ng mga lumulutang na kondisyon ng mga katawan.

Layunin: upang eksperimento na matukoy sa ilalim ng kung anong mga kondisyon: ang isang katawan ay lumulutang sa ibabaw ng isang likido; lumulutang ang katawan sa loob ng likido; lumulubog ang katawan sa likido.

Kagamitan: test tube (o maliit na bote ng gamot) na may takip; sinulid (o kawad) na 20-25 cm ang haba; lalagyan na may tuyong buhangin; isang sukat na silindro kalahati na puno ng tubig; kaliskis na may mga timbang; mga napkin ng papel.

mga tagubilin para sa trabaho

Paghahanda para sa eksperimento

1. Bago ka magsimula, siguraduhing alam mo ang mga sagot sa mga sumusunod na tanong.

1) Anong mga puwersa ang kumikilos sa isang katawan na nalubog sa isang likido?

2) Anong pormula ang ginagamit upang mahanap ang puwersa ng grabidad?

3) Anong pormula ang ginagamit upang mahanap ang puwersang Archimedean?

4) Anong formula ang ginagamit upang mahanap ang average na density ng isang katawan?

2. Tukuyin ang halaga ng paghahati ng sukat ng silindro ng pagsukat.

3. I-secure ang test tube sa thread upang, habang hawak ang thread, maaari mong isawsaw ang test tube sa silindro ng pagsukat at pagkatapos ay alisin ito.

4. Alalahanin ang mga alituntunin para sa paggawa ng mga kaliskis at ihanda ang mga kaliskis para sa paggamit. Eksperimento

Mahigpit na sundin ang mga tagubilin sa kaligtasan (tingnan ang flyleaf). Ipasok kaagad ang mga resulta ng pagsukat sa talahanayan.

Eksperimento 1. Pagtukoy sa kondisyon kung saan lumulubog ang katawan sa isang likido.

1) Sukatin ang dami ng tubig V 1 sa silindro ng pagsukat.

2) Punan ng buhangin ang test tube. Isara ang plug.

3) Ibaba ang test tube sa silindro ng pagsukat. Bilang resulta, ang test tube ay dapat nasa ilalim ng silindro.

4) Sukatin ang volume V 2 ng tubig at mga test tube; matukoy ang dami ng test tube:

5) Ilabas ang test tube at punasan ito ng napkin.

6) Ilagay ang test tube sa timbangan at sukatin ang masa nito sa pinakamalapit na 0.5 g. Eksperimento 2. Pagtukoy sa kondisyon kung saan lumulutang ang isang katawan sa loob ng likido.

1) Sa pamamagitan ng pagbuhos ng buhangin mula sa test tube, siguraduhin na ang test tube ay malayang lumulutang sa loob ng likido.

Eksperimento 3. Pagtukoy sa kondisyon kung saan tumataas at lumulutang ang isang katawan sa ibabaw ng likido.

1) Magbuhos pa ng buhangin mula sa test tube. Siguraduhin na pagkatapos na lubusang malubog sa likido, lumulutang ang test tube sa ibabaw ng likido.

2) Ulitin ang mga hakbang na inilarawan sa mga puntos 5-6 ng eksperimento 1.

Pinoproseso ang mga resulta ng eksperimento

1. Para sa bawat karanasan:

1) gumawa ng isang schematic drawing kung saan inilalarawan mo ang mga puwersang kumikilos sa test tube;

2) kalkulahin ang average na density ng test tube na may buhangin.

2. Ipasok ang mga resulta ng pagkalkula sa talahanayan; kumpletong pagpuno nito.

Pagsusuri ng eksperimento at mga resulta nito

Pagkatapos pag-aralan ang mga resulta, gumuhit ng konklusyon na nagsasaad sa ilalim ng kung anong kondisyon: 1) lumulubog ang katawan sa likido; 2) lumulutang ang katawan sa loob ng likido; 3) lumulutang ang katawan sa ibabaw ng likido.

Malikhaing gawain

Magmungkahi ng dalawang paraan upang matukoy ang average na density ng isang itlog. Sumulat ng isang plano para sa bawat eksperimento.

Ito ay materyal sa aklat-aralin

Permyakova Yulia

Ang tema ng aking proyekto ay "Floating Bodies."

Layunin ng trabaho : pag-aaral ng batas ni Archimedes, pag-alam sa mga kondisyon at katangian ng mga lumulutang na katawan, pagsubok sa kanila sa mga eksperimento.

I-download:

Preview:

Institusyong Pang-edukasyon ng Munisipyo "Paaralan ng Seguridad s. Dorogovinovka, distrito ng Pugachevsky, rehiyon ng Saratov"

PROYEKTO

sa pisika

sa paksang "Lulutang na katawan"

mag-aaral sa ika-7 baitang

Munisipal na institusyong pang-edukasyon ng sekondaryang paaralan s. Dorogovinovka

Permyakova Yulia Guro: Konnova I.V.

S. Dorogovinovka

taong 2014

I. Panimula

Ang tema ng aking proyekto ay "Floating Bodies."

Layunin ng gawain: pag-aaral ng batas ni Archimedes, pag-alam sa mga kondisyon at katangian ng mga lumulutang na katawan, pagsubok sa kanila sa mga eksperimento.

Mga gawain:

1. Pumili at pag-aralan ang literatura sa paksa.
2. Sabihin ang tungkol sa kasaysayan ng pagkatuklas ng batas ni Archimedes.
3. Patunayan ang pagkakaroon ng puwersang Archimedean.
4. Subukan ang mga lumulutang na kondisyon ng mga katawan sa pamamagitan ng mga eksperimento.

II. PANGUNAHING BAHAGI

1. Teoretikal na bahagi

1.1. Tungkol kay Archimedes

Si Archimedes ay ipinanganak sa lungsod ng Syracuse ng Greece noong 287 BC. e., kung saan siya nanirahan halos buong buhay niya, at kung saan siya ay nakikibahagi sa mga aktibidad na pang-agham. Nag-aral muna siya sa kanyang ama, ang astronomer at mathematician na si Phidias, pagkatapos ay sa Alexandria, kung saan tinipon ng mga pinuno ng Egypt ang pinakamahusay na mga siyentipiko at palaisip na Greek, at itinatag din ang sikat, pinakamalaking aklatan sa mundo. Dito, sa Alexandria, nakilala ni Archimedes ang mga mag-aaral ng Euclid, kung saan pinananatili niya ang isang masiglang sulat sa buong buhay niya. Dito niya masinsinang pinag-aralan ang mga gawa ni Democritus, Eudoxus at iba pang mga siyentipiko.

Pagkatapos mag-aral sa Alexandria, bumalik si Archimedes sa Syracuse at minana ang posisyon ng kanyang ama, astronomer ng korte.

Sa teoretikal na mga termino, ang gawain ng mahusay na siyentipikong ito ay nakasisilaw sa maraming aspeto. Ang mga pangunahing gawa ni Archimedes ay may kinalaman sa iba't ibang praktikal na aplikasyon ng matematika (geometry), physics, hydrostatics at mechanics. Isa rin siyang mapanlikhang inhinyero na ginamit ang kanyang talento upang malutas ang ilang praktikal na problema.

Labingtatlong treatise ni Archimedes ang nakarating sa atin. Sa pinakasikat sa kanila, "On the Sphere and the Cylinder" (sa dalawang libro), itinatag ni Archimedes na ang surface area ng isang sphere ay 4 na beses ang lugar ng pinakamalaking cross-section nito. Binubuo ang gawain ni Archimedes ng mga kalkulasyon ng mga lugar ng mga figure na nalilimitahan ng mga kurba at ang mga volume ng mga katawan na napapaligiran ng mga di-makatwirang eroplano - kaya wastong maituturing si Archimedes na ama ng integral calculus, na lumitaw pagkaraan ng dalawang milenyo.

Sinabi nila na itinuturing ni Archimedes ang kanyang pinakamahalagang pagtuklas bilang patunay na ang volume ng isang globo at ang silindro na nakapaligid sa paligid nito ay may kaugnayan sa isa't isa bilang 2:3. Hiniling ni Archimedes sa kanyang mga kaibigan na ilagay ang ebidensyang ito sa kanyang lapida.

Sinubukan din ni Archimedes na lutasin ang problema ng pag-squaring ng isang bilog at nakamit ang mga natitirang resulta dito, pinagsama ang mga ito sa gawaing "Sa Pagsukat ng Isang Bilog":

1. Ang lugar ng isang bilog ay katumbas ng lugar ng isang kanang tatsulok na may mga binti na katumbas ng haba at radius ng bilog (πr 2).

2. Ang lugar ng isang bilog ay nauugnay sa lugar ng parisukat na nakapaligid sa paligid nito bilang 11:14.

3. Mas malaki ang ratio ng circumference sa diameter at mas kaunti.

Si Archimedes ang unang nagkalkula ng bilang na "pi" - ang ratio ng circumference sa diameter - at pinatunayan na pareho ito para sa anumang bilog.

Natagpuan din ni Archimedes na ang kabuuan ay walang katapusangeometric na pag-unlad may denominator . Sa matematika ito ang unang halimbawa ng infinity hilera.

Habang pinag-aaralan ang isang problema na nabawasan sa isang cubic equation, natuklasan ni Archimedes ang papel ng katangian, na kalaunan ay tinawag na discriminant.

Si Archimedes ay may pormula para sa pagtukoy ng lugar ng isang tatsulok sa pamamagitan ng tatlong panig nito (maling tinatawag na formula ng Heron).

Ang isang pangunahing papel sa pag-unlad ng matematika ay ginampanan ng kanyang sanaysay na "Psammit" - "Sa bilang ng mga butil ng buhangin", kung saan ipinakita niya kung paano, gamit ang umiiral na sistema ng numeroMaaari kang magpahayag ng arbitraryong malalaking numero. Bilang batayan ng kanyang pangangatwiran, ginagamit niya ang problema sa pagbibilang ng bilang ng mga butil ng buhangin sa loob ng nakikitang Uniberso. Kaya, ang umiiral na opinyon tungkol sa pagkakaroon ng misteryosong "pinakamalaking numero" ay pinabulaanan" Ginagamit pa rin namin ang sistema ng pagbibigay ng pangalan sa mga integer na naimbento ni Archimedes.

Ang mga nakalistang siyentipikong pagtuklas ay maliit na bahagi lamang ng gawain ni Archimedes. Masigasig itong isinalin at kinumento ng mga Arabo, at pagkatapos ay ng mga siyentipiko sa Kanlurang Europa.

Sa pisika, ipinakilala ni Archimedes ang konsepto ng sentro ng grabidad, itinatag ang mga siyentipikong prinsipyo ng estatika at hydrostatics, at nagbigay ng mga halimbawa ng paggamit ng mga pamamaraang matematikal sa pisikal na pananaliksik. Ang mga pangunahing prinsipyo ng statics ay nabuo sa sanaysay na "Sa Equilibrium ng Plane Figures." Isinasaalang-alang ni Archimedes ang pagdaragdag ng magkatulad na puwersa, tinukoy ang konsepto ng sentro ng grabidad para sa iba't ibang mga pigura, at nagbibigay ng derivation ng batas ng leverage. Ang sikat na batas ng hydrostatics, na pumasok sa agham gamit ang kanyang pangalan (batas ni Archimedes), ay nabuo sa treatise na "On Floating Bodies".

Siya ay pinarangalan sa tanyag na pananalitang: “Bigyan mo ako ng fulcrum at ililipat ko ang lupa.” Tila, ito ay ipinahayag kaugnay ng pagbaba ng barko"Siracosia" sa tubig. Hindi nagawang ilipat ng mga manggagawa ang barkong ito. Tinulungan sila ni Archimedes, na lumikha ng isang sistema ng mga bloke (pulley hoist), sa tulong ng isang tao, ang hari mismo, ay nakamit ang gawaing ito.

1.2. Batas ni Archimedes

Ayon sa alamat, ang hariInutusan ni Hiero si Archimedes na suriin kung ang kanyang korona ay gawa sa purong ginto o kung ang mag-aalahas ay naglaan ng bahagi ng ginto sa pamamagitan ng paghahalo nito sa pilak. Habang pinag-iisipan ang problemang ito, minsang pumasok si Archimedes sa isang paliguan at doon, bumulusok sa paliguan, napansin niya na ang dami ng tubig na umaapaw ay katumbas ng dami ng tubig na inilipat ng kanyang katawan. Ang obserbasyon na ito ay nag-udyok kay Archimedes na lutasin ang problema ng korona, at siya, nang walang pag-aalinlangan, ay tumalon mula sa paliguan at, na para bang siya ay hubad, nagmamadaling umuwi, sumisigaw sa tuktok ng kanyang tinig tungkol sa kanyang natuklasan: "Eureka! Eureka!" (Griyego: "Natagpuan! Natagpuan!")."

Ang katotohanan na ang isang tiyak na puwersa ay kumikilos sa isang katawan na nalubog sa tubig ay alam ng lahat: ang mabibigat na katawan ay tila nagiging mas magaan - halimbawa, ang ating sariling katawan kapag inilubog sa isang paliguan. Kapag lumalangoy sa isang ilog o dagat, madali mong maiangat at mailipat ang napakabibigat na bato sa ilalim - ang mga hindi mabuhat sa lupa; ang parehong kababalaghan ay sinusunod kapag, sa ilang kadahilanan, ang isang balyena ay nahuhugasan sa baybayin - ang hayop ay hindi maaaring lumipat sa labas ng kapaligiran ng tubig - ang bigat nito ay lumampas sa mga kakayahan ng muscular system nito. Kasabay nito, ang magaan na katawan ay lumalaban sa paglulubog sa tubig: ang paglubog ng bola na kasing laki ng isang maliit na pakwan ay nangangailangan ng parehong lakas at kagalingan ng kamay; Malamang na hindi posible na isawsaw ang isang bola na may diameter na kalahating metro. Malinaw na malinaw na ang sagot sa tanong - kung bakit lumulutang ang isang katawan (at lumubog ang isa pa) ay malapit na nauugnay sa epekto ng likido sa katawan na nahuhulog dito; hindi makuntento ang isa sa sagot na lumulutang ang magaan na katawan at lumulubog ang mabibigat: ang isang bakal na plato, siyempre, ay lulubog sa tubig, ngunit kung gagawa ka ng isang kahon mula dito, maaari itong lumutang; gayunpaman, hindi magbabago ang kanyang timbang.

Upang maunawaan ang likas na katangian ng puwersa na kumikilos mula sa isang likido sa isang nakalubog na katawan, sapat na upang isaalang-alang ang isang simpleng halimbawa (Larawan 1).

Ang kubo ay nahuhulog sa tubig, at ang tubig at ang kubo ay hindi gumagalaw. Ito ay kilala na ang presyon sa isang mabigat na likido ay tumataas sa proporsyon sa lalim - ito ay malinaw na ang isang mas mataas na haligi ng likido pagpindot mas malakas sa base. Ang presyur na ito ay kumikilos hindi lamang pababa, kundi pati na rin sa patagilid at pataas na may parehong intensity - ito ang batas ni Pascal.

Kung isasaalang-alang natin ang mga puwersa na kumikilos sa kubo (Larawan 1), pagkatapos ay dahil sa malinaw na simetrya, ang mga puwersa na kumikilos sa magkabilang panig na mga mukha ay pantay at magkasalungat na direksyon - sinusubukan nilang i-compress ang kubo, ngunit hindi makakaapekto sa balanse o paggalaw nito. . Nananatili ang mga puwersang kumikilos sa itaas at ibabang mukha. Dahil ang presyon sa lalim ay mas malaki kaysa sa ibabaw ng likido at, at , pagkatapos > . Dahil ang pwersa F 2 at F 1 ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon, kung gayon ang kanilang resulta ay katumbas ng pagkakaiba F 2 – F 1 at nakadirekta sa direksyon ng mas malaking puwersa, iyon ay, paitaas. Ang resultang ito ay ang puwersang Archimedean, iyon ay, ang puwersa na nagtutulak sa katawan palabas ng likido.

Batas ni Archimedes

Ang batas ni Archimedes ay nabuo tulad ng sumusunod:ang isang katawan na matatagpuan sa isang likido (o gas) ay nababawasan ng kasing dami ng timbang ng likido (o gas) sa dami ng inilipat ng katawan.

1.3. Ano ang nakasalalay sa buoyant force?

Ang pag-uugali ng isang katawan sa isang likido ay nakasalalay sa relasyon sa pagitan ng mga module ng gravity F T at Archimedean force F A na kumikilos sa katawan na ito. Posible ang sumusunod na tatlong kaso:

1. F t > F A – nalulunod ang katawan;
2. F t = F A – isang katawan ay lumulutang sa isang likido;
3. F t A – lumulutang ang katawan hanggang sa magsimula itong lumutang sa ibabaw ng likido.

Gayundin, ang pag-uugali ng isang katawan sa isang likido ay nakasalalay sa ratio ng mga densidad ng katawan at ang likido. Samakatuwid, upang matukoy ang pag-uugali ng isang katawan sa isang likido, maaari nating ihambing ang mga densidadkatawan at likido. Sa kasong ito, posible rin ang tatlong sitwasyon:

1. ρ ng katawan > ρ ng likido – lumulubog ang katawan
2. ρ katawan = ρ likido – lumulutang ang katawan
3. katawan ρ mga likido - lumulutang ang katawan.

Magbigay tayo ng mga halimbawa.

Densidad ng bakal - 7800 kg / m 3 , density ng tubig - 1000 kg/m 3 . Nangangahulugan ito na ang isang piraso ng bakal ay lulubog sa tubig. Densidad ng yelo - 900 kg/m 3 , density ng tubig - 1000 kg/m 3 , kaya hindi lumulubog ang yelo sa tubig, at kung itatapon mo ito sa tubig, magsisimula itong lumutang at lumutang sa ibabaw.

2. Praktikal na bahagi

2.1. Patunay ng pagkakaroon ng puwersang Archimedean

Magsagawa tayo ng isang eksperimento: kumuha ng isang silindro na sinuspinde mula sa isang dinamometro at sukatin ang bigat ng silindro na ito. Ilubog natin ito sa isang sisidlan na may tubig. Timbangin natin ulit. Napansin namin na ang bigat ng silindro ay naging mas magaan.

Ulitin natin ang eksperimento sa isa pang katawan - isang grupo ng mga susi. Ang bigat ng bundle na inilubog sa tubig ay muling nabawasan.

Konklusyon: anumang katawan na nalubog sa isang likido ay napapailalim sa isang buoyant na puwersa na tinatawag na Archimedean force.

2.2. Pagkalkula ng puwersa ng Archimedean

Kalkulahin natin ang buoyant force.

Upang gawin ito, sukatin natin ang bigat ng isang katawan sa hangin, pagkatapos ay sukatin ang bigat ng parehong katawan, ngunit ganap na nakalubog sa tubig. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga puwersang ito ay ang halaga ng puwersang Archimedean.

F A = ​​​​P sa hangin. - P sa tubig.

Kung hindi man, ang puwersa ng Archimedean ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pag-alam sa density ng likido at ang dami ng katawan na nahuhulog sa likidong ito, gamit ang formula:

F A = ​​​​g ρ f V t

2.3. Paghahambing ng gravity at Archimedean force

Magsagawa tayo ng isang eksperimento.

Kumuha tayo ng isang katawan - isang bula na may tiyak na dami ng buhangin. Tukuyin natin ang puwersa ng grabidad at ang puwersang Archimedean na kumikilos sa katawan na ito. Ikumpara natin sila. Nakikita natin na kung:

F t > F A – nalulunod ang katawan;

F t = F A – isang katawan ay lumulutang sa isang likido;

F t A – lumulutang ang katawan

Konklusyon: ang pag-uugali ng isang katawan sa isang likido ay nakasalalay sa ugnayan sa pagitan ng mga module ng gravity F T at Archimedean force F A na kumikilos sa katawan na ito.

2.4 Paghahambing ng mga densidad ng likido at katawan

Gumawa tayo ng isa pang eksperimento. Kumuha tayo ng mga katawan na ang mga densidad ay mas mababa o mas malaki kaysa sa density ng tubig. Ilubog natin sila sa tubig. Makikita natin yan"Ang mga katawan na mas mabigat kaysa sa isang likido, na ibinababa dito, ay lumulubog ng mas malalim at mas malalim hanggang sa maabot nila ang ilalim, at, habang nasa likido, nawawala ang kanilang timbang na kasing dami ng likido, na kinuha sa dami ng mga katawan, ” -gaya ng sinabi ni Archimedes.

Konklusyon: ang pag-uugali ng isang katawan sa isang likido ay nakasalalay sa ratio ng mga densidad ng katawan at ang likido.

2.5 Paghahambing ng puwersa ng Archimedean na kumikilos sa isang katawan sa mga likido na may iba't ibang densidad

Magsagawa tayo ng isang eksperimento: kumuha ng dalawang likido na may magkakaibang densidad: shampoo at sariwang tubig, at isang piraso ng plasticine. Alamin natin ang puwersa ng buoyancy na kumikilos sa plasticinemula sa bawat isa sa mga likido. Makikita natin na ang puwersa ng Archimedean ay naging iba: para sa isang likido na may mas mataas na density (shampoo) ito ay mas malaki kaysa sa isang likido na may mas mababang density (sariwang tubig).

Mga pag-unlad ng aralin (mga tala ng aralin)

Linya ng UMK A.V. Peryshkin. Physics (7-9)

Pansin! Ang pangangasiwa ng site ay hindi mananagot para sa nilalaman ng mga pag-unlad ng pamamaraan, gayundin para sa pagsunod sa pag-unlad sa Federal State Educational Standard.

Paksa ng aralin: Mga kondisyon sa paglalayag tel.

Mga layunin ng aralin:

• Pang-edukasyon: magturo upang pag-aralan, i-highlight (pangunahin, mahalaga),
• ilapit ka sa paglutas ng mga sitwasyon ng problema sa iyong sarili.
• Paglinang: bumuo ng interes sa mga tiyak na gawain sa aralin,
• bumuo ng kakayahang maghambing, mag-uri-uriin, mag-generalize ng mga katotohanan at konsepto.
• Pang-edukasyon: lumikha ng isang kapaligiran ng kolektibong paghahanap, emosyonal na kagalakan, kagalakan sa pag-aaral, kagalakan sa pagtagumpayan ng mga paghihirap.

Lugar ng aralin sa seksyon:"Pressure of solids, liquids and gases", pagkatapos pag-aralan ang paksang "Pressure of liquids and gases on a body immersed in them. Archimedean force."

Uri ng aralin: Aralin sa pagsusuri ng kaalaman sa paksa.

Mga pangunahing termino at konsepto: mass, volume, density ng matter, body weight, gravity, Archimedean force.

Interdisciplinary na koneksyon: matematika

Visibility: pagpapakita ng pag-uugali ng iba't ibang mga katawan na nalubog sa tubig; katawan lumulutang na kondisyon depende sa density.

Kagamitan:

a) para sa pagpapakita

• isang plastic jar na may tubig, tatlong bagay sa isang string: isang aluminum cylinder, isang plastic ball, isang hermetically sealed na bote ng tubig (inihanda nang maaga ng guro), na maaaring nasa equilibrium kahit saan sa likido;
• isang paliguan ng tubig, isang plato ng aluminum foil, mga pliers.

b) para sa gawaing pangharap

• Mga kaliskis na may mga timbang, silindro ng pagsukat (beaker), float capsule na may takip (3 bawat isa), tuyong buhangin, mga thread, filter na papel, electrical tape, mga tagubilin para sa pagkumpleto ng mga gawain sa pangharap na eksperimento, mga notebook para sa gawaing laboratoryo.

Mga anyo ng gawain sa aralin: frontal sa mga pares, indibidwal.

Lesson Plan

1. Oras ng pag-aayos;
2. Paunang pagsusuri ng pag-unawa sa naunang pinag-aralan na materyal;
3. Praktikal na gawain upang i-verify ang mga natuklasan;
4. Pagninilay;
5. Takdang aralin.

Pag-unlad ng aralin

I. Pansamahang sandali

Ngayon sa aralin ay patuloy nating pag-aaralan ang pag-uugali ng mga katawan na nakalubog sa tubig. Tingnan natin ang ilang mga eksperimento; ikaw mismo ang magsasagawa ng ilan sa mga eksperimento at magsasagawa ng ilang mga kalkulasyon.

II. Paunang pagsusuri ng pag-unawa sa naunang pinag-aralan na materyal

Karanasan 1

Ibinaba namin ang isang aluminum cylinder, isang bola at isang bote ng tubig sa tubig nang sunud-sunod. Pinagmamasdan namin ang pag-uugali ng mga katawan.

Resulta: lumubog ang silindro, lumulutang ang bola, lumulutang ang bula, ganap na nalubog sa tubig.

Sitwasyon ng problema: Bakit? – (Ratio ng mga puwersang kumikilos sa katawan).

– Ang lahat ng mga katawan sa tubig ay kumikilos sa pamamagitan ng dalawang puwersa: ang puwersa ng grabidad, nakadirekta pababa, at ang buoyant na puwersa (Archimedes’ force), nakadirekta pataas.

– Mula sa tuntunin ng pagdaragdag ng mga puwersang kumikilos sa isang katawan sa isang tuwid na linya, ito ay sumusunod: lumubog kung F t ˃ F A; lumulutang pataas kung F t ˂ FA; lumulutang kung F t = F A.

III. Praktikal na gawain upang i-verify ang mga natuklasan

Gumawa tayo ng isang eksperimento at suriin ang kaugnayan sa pagitan ng gravity at buoyant force. (Ang gawaing laboratoryo na "Elucidation ng mga kondisyon para sa mga lumulutang na katawan sa isang likido" ay kinuha bilang batayan - pahina 211 ng aklat-aralin).

Ehersisyo 1.

1. Punan ang kapsula ng 1/4 na puno ng buhangin, matukoy ang masa nito sa gramo sa sukat. I-convert ang mass value sa kg at isulat ito sa talahanayan.
2. Ilagay ang kapsula sa tubig at tukuyin ang dami ng inilipat na tubig sa cm3. Upang gawin ito, markahan ang mga antas ng tubig sa beaker bago at pagkatapos ilubog ang kapsula sa tubig. Itala ang halaga ng volume sa m3 sa talahanayan.

P = F mabigat = mg At F A = ρ f gV t

Gawain 2.

1. Punan ang kapsula nang lubusan ng buhangin at tukuyin ang masa nito sa gramo sa sukat. I-convert ang mass value sa kg at isulat ito sa talahanayan.
2. Ilagay ang kapsula sa tubig at tukuyin ang dami ng inilipat na tubig sa cm3. Upang gawin ito, markahan ang mga antas ng tubig sa beaker bago at pagkatapos ilubog ang kapsula sa tubig. Isulat ang halaga ng volume sa m 3 sa talahanayan.
3. Kalkulahin ang gravity at Archimedean force gamit ang mga formula:

P = F mabigat = mg At F A = ρ f gV

Ihambing ang puwersa ng Archimedean sa gravity. Ilagay ang mga resulta ng pagkalkula sa talahanayan at tandaan: lumulubog o lumulutang ang kapsula.

Gawain 3.

1. Tukuyin kung anong ratio ng gravity at Archimedean force ang kapsula ay lulutang kahit saan sa likido, ganap na nalubog dito? Ano ang halaga ng dami ng tubig na inilipat ng kapsula?
2. Tukuyin ang masa para sa lumulutang na katawan (nang walang pagkalkula).
3. Punan ang kapsula ng buhangin sa kinakailangang masa, pagkatapos ay ibaba ito sa tubig at i-verify mula sa karanasan na tama ang iyong pangangatwiran.
4. Gumawa ng konklusyon tungkol sa kondisyon para sa isang katawan na lumutang sa isang likido.

Karanasan 2

Suriin natin ang mga lumulutang na kondisyon depende sa density ng sangkap kung saan ginawa ang mga katawan at ang density ng likido. Para dito mayroon kaming paliguan ng tubig, isang plato ng aluminum foil, at mga pliers.

1. Sa pamamagitan ng pagyuko ng mga sulok, gagawa kami ng isang kahon mula sa plato. Ibaba natin ito sa ibabaw ng tubig. Pinagmamasdan namin ang kahon na lumulutang sa ibabaw ng tubig.
2. Alisin natin ang kahon sa tubig at ibalik ang plato sa patag na hitsura nito. tiklupin ang plato sa kalahati, sa apat, atbp. Gamit ang mga pliers, pisilin ang foil at ibaba ito sa tubig.

Resulta: lumulutang ang hugis kahon na plato, ngunit kapag na-compress ay lumulubog ito.

Sitwasyon ng problema: Bakit? – (Ratio ng densidad ng katawan at tubig).

• densidad mga kahon na gawa sa aluminum foil ay hindi gaanong siksik kaysa sa tubig, at ang density ng isang naka-compress na bukol ng foil ay mas malaki kaysa sa density ng tubig.
• Mga kondisyon para sa mga lumulutang na katawan: lumulubog kung ρ t ˃ ρ tubig; lumulutang kung ρ t ˂ ρ tubig; lumulutang kung ρ t = ρ tubig. (ρ aluminyo = 2700 kg/m3; ρ tubig = 1000 kg/m3).

IV. Pagninilay

Karanasan 3. Tingnan at ipaliwanag ang pagpapatakbo ng aparato na ginawa ng mag-aaral ayon sa takdang-aralin para sa §52 (p. 55 ng aklat-aralin). "Cartesian Diver". Sa halip na isang malinaw na bote, gumamit ang estudyante ng isang regular na pipette.

Ang aparato ay nagbibigay-daan sa iyo upang ipakita ang mga batas ng lumulutang ng mga katawan.

V. Takdang-Aralin

§52; ehersisyo 27(3,5,6).

Pagsusuri sa sarili ng aralin

Ang paksa ng aralin sa pisika sa ika-7 baitang ay "Mga kundisyon para sa mga lumulutang na katawan." Mayroong 20 estudyante sa klase. Karamihan sa kanila ay may mahusay na pagsasanay sa matematika. Ang mga lalaki ay matanong at aktibo. Nagtatrabaho sila nang maayos sa isang pangkat. Makilahok sa paghahanda ng mga kagamitan para sa aralin.

Ang layunin ng aralin: upang mainteresan ang mga mag-aaral, ilapit sila sa independiyenteng paglutas ng mga sitwasyon ng problema. Sa panahon ng aralin, natututo ang mga bata na mag-isa na magplano ng mga paraan upang makamit ang mga layunin, kabilang ang mga alternatibo, at sinasadyang pumili ng pinakamabisang paraan upang malutas ang isang problema.

Ang uri ng aralin - isang aralin sa pag-uulit ng kaalaman sa paksa - ay nagbibigay-daan sa iyo na subukan ang kaalaman na nakuha sa nakaraang aralin at maghanda para sa paglutas ng mga problema sa paksa sa susunod na aralin.

Ang mga napiling yugto ng aralin ay lohikal na konektado sa bawat isa, mayroong isang maayos na paglipat mula sa isa't isa. Sa panahon ng aralin, ginagabayan at itinutuwid lamang ng guro ang mga kilos ng mga mag-aaral, na nagtatrabaho nang nakapag-iisa para sa halos buong aralin. Upang makatipid ng oras kapag nakumpleto ang praktikal na bahagi, sa mga karagdagang klase, ang mga mag-aaral ay naghanda ng dalawang kapsula na may buhangin, ganap at bahagyang napuno (mga gawain 1 at 2), ang pangatlo ay nanatiling walang laman. Sa panahon ng aralin, natutunan ng mga bata na gumawa ng mga konklusyon mula sa eksperimento at aktibong tinalakay ang mga solusyon sa mga sitwasyon ng problema. Sa huling yugto, muling nakatuon ang atensyon ng mga bata sa paksa ng aralin. Nagkomento ang guro sa takdang-aralin at nagbigay ng mga marka para sa pasalitang sagot; pagkatapos ng aralin, ang mga kuwaderno para sa gawaing laboratoryo ay sinuri.

Naniniwala ako na ang mga layunin ng aralin ay nakamit: ang mga bata ay natutong magsuri, mag-highlight (ang pangunahin, mahalaga), maghambing, mag-uri-uriin, mag-generalize ng mga katotohanan at konsepto, at maghanap ng mga solusyon sa mga sitwasyong may problema. Ang aralin ay lumikha ng isang kapaligiran ng sama-samang paghahanap, emosyonal na kagalakan, kagalakan sa pag-aaral, at kagalakan sa paglampas sa mga paghihirap.

Lumulutang na mga katawan- ang estado ng ekwilibriyo ng isang solidong katawan na bahagyang o ganap na nalubog sa isang likido (o gas).

Ang pangunahing gawain ng teorya ng mga lumulutang na katawan ay upang matukoy ang balanse ng isang katawan na nahuhulog sa isang likido at upang linawin ang mga kondisyon para sa katatagan ng ekwilibriyo. Ang pinakasimpleng mga kondisyon para sa paglutang ng mga katawan ay ipinahiwatig ng batas ni Archimedes. Isaalang-alang natin ang mga kundisyong ito.

Tulad ng nalalaman, ang lahat ng mga katawan na nalubog sa isang likido ay kumikilos sa pamamagitan ng puwersa ng Archimedes F A(pushing force) nakadirekta patayo paitaas, ngunit hindi lahat ng mga ito ay lumulutang pataas. Upang maunawaan kung bakit ang ilang mga katawan ay lumulutang at ang iba ay lumulubog, ito ay kinakailangan upang isaalang-alang ang isa pang puwersa na kumikilos sa lahat ng mga katawan - gravity Ft na nakadirekta patayo pababa, ibig sabihin, sa tapat F A. Kung ang isang katawan ay naiwan sa loob ng isang likido sa pahinga, ito ay magsisimulang lumipat sa direksyon kung saan ang pinakamalaking puwersa ay nakadirekta. Posible ang mga sumusunod na kaso:

1. kung ang puwersa ng Archimedean ay mas mababa sa gravity ( F A< F т ), pagkatapos ay lulubog ang katawan sa ilalim, ibig sabihin, malulunod (Fig. A);
2. kung ang puwersa ng Archimedean ay mas malaki kaysa sa gravity ( F A > F t), pagkatapos ay lumutang ang katawan (Fig. b);

Kung ang puwersang ito ay lumalabas na mas malaki kaysa sa puwersa ng gravity na kumikilos sa katawan, pagkatapos ay lilipad ang katawan. Ang Aeronautics ay nakabatay dito.

Ang mga sasakyang panghimpapawid na ginagamit sa aeronautics ay tinatawag mga lobo(mula sa Greek aer- hangin, katayuan- nakatayo). Ang mga hindi nakokontrol na free-flight balloon na may shell na hugis ng bola ay tinatawag mga lobo. Hindi pa katagal, ang malalaking lobo ay ginamit upang pag-aralan ang itaas na mga layer ng atmospera (stratosphere). stratospheric balloon. Ang mga controlled balloon (may makina at propeller) ay tinatawag mga airship.

Ang lobo ay hindi lamang bumangon sa sarili nitong, ngunit maaari ring iangat ang ilang mga kargamento: ang cabin, mga tao, mga instrumento. Upang matukoy kung anong uri ng pagkarga ang maaaring iangat ng isang lalagyan ng hangin, kailangan mong malaman ang puwersa ng pag-angat nito. Ang puwersa ng pag-angat ng isang lobo ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng puwersa ng Archimedean at ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa lobo:

F = F A - F t.

Kung mas mababa ang density ng gas na pumupuno sa isang lobo ng isang naibigay na dami, mas mababa ang puwersa ng gravity na kumikilos dito at mas malaki ang nagresultang puwersa ng pag-angat. Ang mga lobo ay maaaring punuin ng helium, hydrogen o pinainit na hangin. Kahit na ang hydrogen ay may mas mababang density kaysa sa helium, ang helium ay mas madalas pa ring ginagamit para sa mga kadahilanang pangkaligtasan (ang hydrogen ay isang nasusunog na gas).

Mas madaling iangat at ibaba ang isang lobo na puno ng mainit na hangin. Upang gawin ito, maglagay ng burner sa ilalim ng butas na matatagpuan sa ibabang bahagi ng bola. Pinapayagan ka nitong ayusin ang temperatura ng hangin, at samakatuwid ang density at puwersa ng pag-aangat nito.

Maaari kang pumili ng temperatura ng bola kung saan ang bigat ng bola at ang cabin ay magiging katumbas ng puwersa ng buoyancy. Pagkatapos ang bola ay mag-hang sa hangin, at ito ay magiging madali upang gumawa ng mga obserbasyon mula dito.