Як довести існування виштовхує сили Архімеда. Проект з фізики "плавання тіл"
Пермякова Юлія
Тема мого проекту «Плавання тіл».
Мета роботи : вивчення закону Архімеда, з'ясування умов і особливостей плавання тіл, перевірка їх на дослідах.
Завантажити:
Попередній перегляд:
МОУ «ЗОШ с. Дороговіновка Пугачовського району Саратовської облкасті »
ПРОЕКТ
по фізиці
на тему «Плавання тіл»
Учня 7 класу
МОУ ЗОШ с. Дороговіновка
Пермякова Юлії Учитель: Коннова І.В.
С. Дороговіновка
2014
I. Вступ
Тема мого проекту «Плавання тіл».
Мета роботи : вивчення закону Архімеда, з'ясування умов і особливостей плавання тіл, перевірка їх на дослідах.
завдання:
- Підібрати і вивчити літературу по темі.
- Розповісти про історію відкриття закону Архімеда.
- Довести існування сили Архімеда.
- Перевірити умови плавання тіл на дослідах.
II. ОСНОВНА ЧАСТИНА
1. Теоретична частина
1.1. про Архімеда
Архімед народився в грецькому місті Сіракузи в 287 році до н. е., де і прожив майже усе своє життя, і там же займався науковою діяльністю. Навчався спочатку у свого батька, астронома і математика Фідія, потім в Олександрії, де правителі Єгипту зібрали кращих грецьких вчених і мислителів, а також заснували знамениту, найбільшу в світі бібліотеку. Тут, в Олександрії, Архімед познайомився з учнями Евкліда, з якими все життя підтримував жваве листування. Тут же він посилено вивчав праці Демокріта, Евдокса та інших вчених.
Після навчання в Олександрії Архімед знову повернувся в Сіракузи й успадкував посаду свого батька, придворного астронома.
У теоретичному відношенні праця цього великого вченого був ослепляюще багатогранним. Основні роботи Архімеда стосувалися різних практичних додатків математики (геометрії), фізики, гідростатики і механіки. Він був також винахідливим інженером, який використовував свій талант для вирішення ряду практичних проблем.
До нас дійшло тринадцять трактатів Архімеда. У самому знаменитому з них - "Про кулі і циліндрі" (в двох книгах) Архімед встановлює, що площа поверхні кулі в 4 рази більша за площу найбільшого його перетину. Роботи Архімеда складаються з розрахунків площ фігур, обмежених кривими, і об'ємів тіл, обмежених довільними площинами - тому Архімед може по справедливості вважатися батьком інтегрального числення, що виник на два тисячоліття пізніше.
Кажуть, ніби найважливішим своїм відкриттям Архімед вважав доказ, що об'єм кулі і описаного навколо нього циліндра відносяться між собою як 2: 3. Архімед просив своїх друзів помістити це доказ на його могильній плиті.
Архімед намагався також вирішити проблему квадратури кола і досяг в цьому видатних результатів, об'єднавши їх в працю «Про вимір кола»:
1. Площа круга дорівнює площі прямокутного трикутниказ катетами, рівними довжині і радіусу кола (πr 2).
2. Площа круга так відноситься до площі описаного навколо нього квадрата, як 11:14.
3. Відношення довжини кола до діаметра більшеі менше.
Архімед вперше обчислив число "пі" - відношення довжини кола до діаметра - і довів, що воно однакове для будь-якого кола.
Архімед знайшов також суму нескінченноїгеометричній прогресіїзі знаменником . У математиці це був перший приклад нескінченногоряду.
При дослідженні однієї задачі, що зводиться до кубічного рівняння, Архімед з'ясував роль характеристики, яка пізніше отримала назву дискримінанту.
Архімеда належить формула для визначення площі трикутника через три його сторони (неправильно іменована формулою Герона).
Велику роль у розвитку математики зіграло його твір «Псамміт» - «Про число піщинок», в якому він показує, як за допомогою існуючої системи численняможна висловлювати скільки завгодно великі числа. Як привід для своїх міркувань він використовує задачу про підрахунок кількості піщинок всередині видимого Всесвіту. Тим самим було спростовано існувало тоді думка про наявність таємничих «найбільших чисел». Ми до сих пір користуємося придуманою Архімедом системою найменування цілих чисел.
Перераховані наукові знахідки - це тільки невелика частина творчості Архімеда. Його старанно переводили і коментували араби, а потім західноєвропейські вчені.
У фізиці Архімед ввів поняття центра ваги, встановив наукові принципи статики і гідростатики, дав зразки застосування математичних методівв фізичних дослідженнях. Основні положення статики сформульовані в творі "Про рівновагу плоских фігур". Архімед розглядає складання паралельних сил, визначає поняття центра ваги для різних фігур, дає висновок закону важеля. Знаменитий Закон Паскаля, який увійшов в науку з його ім'ям (закон Архімеда), сформульований в трактаті "Про плаваючих тілах".
Йому приписують відомий вислів: "дайте мені точку опори, і я зрушу землю". Мабуть, воно було висловлено у зв'язку зі спуском корабля«Сіракосія» на воду. Робітники були не в силах зрушити з місця цей корабель. Їм допоміг Архімед, який створив систему блоків (поліспаст), за допомогою якої одна людина, сам цар, зробив цю роботу.
1.2. закон Архімеда
За переказами, царГиерон доручив Архімеда перевірити, з чистого чи золота зроблена його корона або ж ювелір присвоїв частину золота, сплавивши його з сріблом. Розмірковуючи над цим завданням, Архімед якось зайшов в баню і там, занурившись у ванну, зауважив, що кількість води, що переливається через край, дорівнює кількості води, витісненої його тілом. Це спостереження підказало Архімеда рішення задачі про корону, і він, не зволікаючи ні секунди, вискочив з ванни і, як був голий, кинувся додому, кричачи на весь голос про своє відкриття: «Еврика! Еврика! » (Грец. «Знайшов! Знайшов!») ».
Той факт, що на занурене у воду тіло діє якась сила, всім добре відомий: важкі тіла як би стають легшими - наприклад, наше власне тілопри зануренні у ванну. Купаючись в річці або в морі, можна легко піднімати й пересувати по дну дуже важкі камені - такі, які не вдається підняти на суші; то ж явище спостерігається, коли з яких-небудь причин викинутим на березі виявляється кит - поза водного середовища тварина не може пересуватися - його вага перевершує можливості його м'язової системи. У той же час легкі тіла чинять опір занурення в воду: щоб втопити м'яч розміром з невеликий кавун потрібно і сила, і спритність; занурити м'яч діаметром півметра швидше за все не вдасться. Інтуїтивно ясно, що відповідь на питання - чому тіло плаває (а інше - тоне), тісно пов'язаний з дією рідини на занурене в неї тіло; не можна задовольнитися відповіддю, що легкі тіла плавають, а важкі - тонуть: сталева пластинка, звичайно, потоне в воді, але якщо з неї зробити коробочку, то вона може плавати; при цьому її вага не зміниться.
Щоб зрозуміти природу сили, що діє з боку рідини на занурене тіло, досить розглянути простий приклад (рис. 1).
Кубик занурений у воду, причому і вода, і кубик нерухомі. Відомо, що тиск у важкій рідини збільшується пропорційно глибині - очевидно, що більш високий стовпчик рідини більш сильно тисне на підставу. Це тиск діє не тільки вниз, але і в сторони, і вгору з тією ж інтенсивністю - це закон Паскаля.
Якщо розглянути сили, що діють на кубик (рис. 1), то в силу очевидної симетрії сили, що діють на протилежні бічні грані, рівні і протилежно спрямовані - вони намагаються стиснути кубик, але не можуть впливати на його рівновагу або рух. Залишаються сили, що діють на верхню і нижню межі. Так як тиск на глибині більше, ніж у поверхні рідини і, А, то>. Так як сили F 2 і F 1 спрямовані в протилежні сторони, то їх рівнодіюча дорівнює різниці F 2 - F 1 і спрямована в бік більшої сили, тобто вгору. Ця рівнодіюча і є архимедовой силою, тобто силою, яка викидає тіло з рідини.
закон Архімеда
Закон Архімеда формулюється таким чином:тіло, що знаходиться в рідини (або газі), втрачає в своїй вазі стільки, скільки важить рідина (або газ) в обсязі, витіснення тілом.
1.3. Від чого залежить виштовхує сила
Поведінка тіла, що знаходиться в рідині, залежить від співвідношення між модулями сили тяжіння Fт і сили Архімеда F A , Які діють на це тіло. Можливі наступні три випадки:
- F т> F A - тіло тоне;
- F т = F A - тіло плаває в рідині;
- F т A - тіло спливає до тих пір, поки не почне плавати на поверхні рідини.
Також поведінку тіла, що знаходиться в рідині, залежить від співвідношення щільності тіла і рідини. Отже, для визначення поведінки тіла в рідини, можна порівняти щільностітіла і рідини. В даному випадку можливі також три ситуації:
- ρ тіла> ρ рідини - тіло тоне
- ρ тіла = ρ рідини - тіло плаває
- ρ тіла рідини - тіло спливає.
Наведемо приклади.
Щільність заліза - 7800 кг / м 3 , Щільність води - 1000 кг / м 3 . Значить, шматок заліза буде тонути у воді. Щільність льоду - 900 кг / м 3 , Щільність води - 1000 кг / м 3 , Тому лід у воді не тоне, а якщо його кинути в воду, то він почне спливати, і буде плавати на поверхні.
2. Практична частина
2.1. Доказ існування сили Архімеда
Проведемо експеримент: візьмемо циліндр, підвішений до динамометра, виміряємо вага цього циліндра. Погрозами його в посудину з водою. Знову зважимо. Ми помітили, що вага циліндра став менше.
Повторимо експеримент з іншим тілом - зв'язкою ключів. Вага зв'язки, зануреної в воду, знову став менше.
Висновок: на всяке тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, звана архимедовой силою.
2.2. Розрахунок сили Архімеда
Розрахуємо виштовхуючу силу.
Для цього виміряємо вага тіла в повітрі, потім виміряємо вага цього ж тіла, але повністю зануреного в воду. Різниця цих сил і буде значенням сили Архімеда.
F А = P в пов. - P в воді.
Інакше, архимедову силу можна обчислити, знаючи щільність рідини і об'єм тіла, зануреного в цю рідину, по формулі:
F А = g ρ ж V т
2.3. Порівняння сили тяжіння і сили Архімеда
Проведемо експеримент.
Візьмемо тіло - пляшечку з деякою кількістю піску. Визначимо силу тяжіння і архимедову силу, діючу на це тіло. Порівняємо їх. Ми бачимо, що, якщо:
F т> F A - тіло тоне;
F т = F A - тіло плаває в рідині;
F т A - тіло спливає
Висновок: поведінка тіла, що знаходиться в рідині, залежить від співвідношення між модулями сили тяжіння Fт і сили Архімеда F A , Які діють на це тіло.
2.4 Порівняння щільності рідини і тіла
Проведемо ще один експеримент. Візьмемо тіла, щільності яких менше або більше щільності води. Погрозами їх в воду. Ми побачимо, що«Тіла, які важче рідини, будучи опущені в неї, занурюються все глибше, поки не досягають дна, і, перебуваючи в рідині, втрачають в своїй вазі стільки, скільки важить рідина, узята в обсязі тел», -як говорив Архімед.
Висновок: поведінка тіла, що знаходиться в рідині, залежить від співвідношення щільності тіла і рідини.
2.5 Порівняння сили Архімеда, що діє на тіло в різних по щільності рідинах
Проведемо експеримент: візьмемо дві рідини, різних за щільністю: шампунь і прісну воду, і шматок пластиліну. Визначимо виштовхуючу силу, діючу на пластилінз боку кожної з рідин. Ми побачимо, що архимедова сила виявилася різною: у рідині з більшою щільністю (шампуню) вона більше, ніж у рідини з меншою щільністю (прісної води).
ДОСВІДИ по темі «Архимедова сила»
Наука - це чудово, цікаво і весело. Але в чудеса зі слів віриться погано, їх треба помацати власними руками. Є досвід - цікавий!
І, якщо ти уважний,
розумом самостійний
І з фізикою на «ти»
Те досвід цікавий -
Веселий, захоплюючий -
Тобі відкриє таємниці
І нові мрії!
1) Жива і мертва вода
Поставте на стіл літрову скляну банку, заповнену на 2/3 водою, і дві склянки з рідинами: один з написом «жива вода», інший - з написом «мертва». Опустіть в банку бульба картоплі (або сире яйце). Він тоне. Долийте в банку «живу» воду - бульба спливе, додайте «мертву» - він знову потоне. Підливаючи то одну, то іншу рідину, можна отримати розчин, в якому бульба НЕ буде спливати на поверхню, але і на дно не піде.
Секрет досвіду в тому, що в першому стаканчику - насичений розчин кухонної солі, У другому - звичайна вода. (Порада: перед демонстрацією картопля краще очистити, а в банку налити слабкий розчин солі, щоб навіть незначне збільшення її концентрації викликало ефект).
2) Картезіанський водолаз з піпетки
Наповніть піпетку водою так, щоб вона плавала вертикально, практично повністю занурившись у воду. Опустіть піпетку - водолаза в прозору пластикову пляшку, доверху наповнену водою. Герметично закрийте пляшку кришкою. При натиску на стінки посудини, водолаз почне заповнюватися водою. Змінюючи тиск, добийтеся, щоб водолаз виконував ваші команди: «Вниз!», «Вгору!» і «Стоп!» (Зупинка на будь-якій глибині).
3) Непередбачуваний картопля
(Досвід можна провести з яйцем). Опустіть бульба картоплі в скляну посудину, наполовину заповнений водним розчиномкухонної солі. Він плаває на поверхні.
Що станеться з картоплею, якщо підлити в посудину води? Зазвичай відповідають, що картопля спливе. Підливайте обережно воду (її щільність менше щільності розчину і яйця) через воронку по стінці судини, поки він не наповниться. Картопля, на подив глядачів, залишається на колишньому рівні.
4), що обертається персик
Налийте в склянку газованої води. Діоксид вуглецю, розчинений у рідині під тиском, почне виходити з неї. Помістіть в стакан персик. Він відразу спливе на поверхню і ... почне обертатися, як колесо. Поводитися подібним чином він буде досить довго.
Для того щоб зрозуміти причину цього обертання, придивіться, що відбувається. Зверніть увагу на оксамитову шкірку фрукта, до волосків якої будуть прилипати бульбашки газу. Так як на одній половинці персика завжди буде більше бульбашок, то на неї діє велика виштовхуюча сила, і вона повертається вгору.
5) Сила Архімеда в сипучому речовині
На виставі «Спадщина Архімеда» жителі Сіракуз змагалися в «діставання з дна морського перлини». Аналогічну, але більш просту демонстрацію можна повторити, використовуючи невелику скляну банку з пшоном (рисом). Покладіть туди тенісну кульку (або коркову пробку) і закрийте її кришкою. Переверніть банку так, щоб кулька виявився в її нижній частині під пшоном. Якщо створити легку вібрацію (легенько потрясти банку вгору-вниз), то сила тертя між зернятками пшона зменшиться, вони стануть рухливими і кулька через деякий час під дією сили Архімеда спливе на поверхню.
6) Пакет полетів без крил
Поставте свічку, запаліть її, потримайте над нею пакет, повітря в пакеті нагріється,
Відпустивши пакет, переконайтеся, що під дією сили Архімеда пакет полетить вгору.
7) Різні плавці по-різному плавають
Налийте в посудину води і масла. Опустіть гайку, пробку і шматочки льоду. Гайка опиниться на дні, пробка на поверхні масла, лід виявиться на поверхні води під шаром масла.
Це пояснюється умовами плавання тел:
сила Архімеда більше сили тяжіння пробки - пробка плаває на поверхні,
сила Архімеда менше сили тяжіння, що діє на гайку - гайка тоне
сила Архімеда, яка діє на шматок льоду більше сили тяжіння льоду - пробка плаває на поверхні води, але так як щільність масла менше щільності води, і менше щільності льоду - масло залишиться на поверхні над льодом і водою
8) Досвід, який підтверджує закон
До пружини підвісьте відерце і циліндр. Обсяг циліндра дорівнює внутрішньому об'єму відерця. Розтягування пружини відзначено покажчиком. Цілком занурюйте циліндр в відливної посудину з водою. Вода виливається в стакан.
Обсяг вилилася води дорівнюєпроб'ёму зануреного в воду тіла. Покажчик пружини відзначає зменшення ваги циліндра в воді, викликане дієювиталківающей сили.
Виливайте в відерце воду зі склянки і побачите, що покажчик пружини повертається до початкового стану. Отже, під дією сили Архімеда пружина скоротилася, а під дією ваги витісненої води повернулася в початкове положення. Архимедова сила дорівнює вазі рідини, витісненої тілом.
9) Зникло рівновагу
Зробіть паперовий циліндр, підвісимо догори дном на важіль і врівноважити.
Піднесемо спиртівку під циліндр. Під дією тепла рівновага порушується, посудину піднімається вгору. Так як сила Архімеда росте.
такіоболонки, наповнені теплим газом або гарячим повітрям називають повітряними кулямиі застосовують для повітроплавання.
ВИСНОВОК
Проробивши досліди, ми переконалися, що на тіла, занурені в рідини, гази і навіть сипучі речовини, діє сила Архімеда, спрямована вертикально вгору. Архимедова сила не залежить від форми тіла, глибини його занурення, щільності тіла і його маси. Сила Архімеда дорівнює вазі рідини в об'ємі зануреної частини тіла.
Ми вже знаємо, що сила Архімеда - це рівнодіюча сил тиску рідини на всі ділянки тіла. На рис. 22.5, а схематично зображені сили, що діють на ділянки однакової площі для тіла довільної форми. Зі збільшенням глибини ці сили збільшуються - тому рівнодіюча всіх сил тиску і спрямована вгору.
Мал. 22.5. До доказу закону Архімеда для тіла довільної форми
Замінимо тепер подумки занурене в рідину тіло цієї ж рідиною, яка «затверділа», зберігши свою щільність (рис. 22.5, б). На це «тіло» буде діяти така ж сила Архімеда, що і на дане тіло: адже поверхня цього «тіла» збігається з поверхнею виділеного об'єму рідини, а сили тиску на різні ділянки поверхні залишилися такими ж.
Виділений обсяг рідини, «плаваючи» всередині тієї ж рідини, знаходиться в рівновазі. Значить, що діють на нього сила тяжіння F т і сила Архімеда F A врівноважують один одного, тобто рівні за модулем і спрямовані протилежно (рис. 22.5, в). Для покоїться тіла сила тяжіння дорівнює вазі - значить, сила Архімеда дорівнює вазі виділеного об'єму рідини. А це і є обсяг зануреної частини тіла: адже саме його ми подумки замінювали рідиною.
Отже, ми довели, що на тіло довільної форми діє сила Архімеда, яка дорівнює по модулю вазі рідини в об'ємі, зайнятому тілом.
Проведене доказ - приклад уявного експерименту. Це улюблений прийом міркувань багатьох вчених. Особливо любив уявні експерименти Галілея. Але висновки, отримані в результаті уявного експерименту, треба обов'язково перевірити на цьому експерименті: адже при міркуваннях і припущеннях, неминучих в будь-якому уявному експерименті, можна припуститися помилки. Тому ми не обмежимося наведеними теоретичним доказом закону Архімеда і перевіримо його на настільки ж красивому досвіді.
поставимо досвід
Підвісимо до пружини пусте відерце (його називають відерцем Архімеда), а до нього - невеликий камінь довільної форми (рис. 22.6, а). Відзначимо подовження пружини і підставимо під камінь посудину, в який налита вода до рівня відливної трубки (рис. 22.6, б). При повному зануренні каменю витіснена їм вода виллється по відливної трубці в стакан. Ми зауважимо, що подовження пружини, завдяки дії сили, що виштовхує, зменшилася.
Мал. 22.6. Досвід показує, що сила Архімеда дорівнює вазі води, витісненої тілом
Виллємо тепер витиснену каменем воду зі склянки в відерце Архімеда - цим ми додамо до ваги каменю якраз вага витісненої ним води. І ми побачимо, що подовження пружини стало таким же, яким воно було до занурення каменя в воду (рис. 22.6, в). Значить, сила Архімеда дійсно дорівнює по модулю вазі витісненої каменем води!
Якщо ми повторимо досвід, зануривши камінь в воду лише частково, то побачимо, що і в цьому випадку сила Архімеда дорівнює по модулю вазі витісненої каменем води.
В лабораторній роботі№ 9 ви зможете перевірити закон Архімеда дослідним шляхом.
1. Як можна довести, що сила, що виштовхує цілком занурене тіло, дорівнює вазі рідини в об'ємі цього тіла?
Відповідь: в результаті досвіду Архімеда з відерцем.
2. Чи діє виштовхуюча сила на тіло, цілком занурена в газ?
Відповідь: так.
3. Архимедова сила- сила, що виштовхує тіло з рідини або газу.
4. Чому сила, що виштовхує тіло з рідини або газу, називають архимедовой силою?
Відповідь: в честь давньогрецького вченого Архімеда, який вперше вказав на її існування і розрахував її значення.
5. Який внесок в науку вніс Архімед (287-212 р. До н.е..)?
Відповідь: сила виштовхування. Вперше вказав на існування сили виштовхування і розрахував її значення.
6. За якою формулою визначається архимедова сила?
7. Заповніть схему.
8. Яка величина і напрямок результуючої сили, що діє на корковий поплавець об'ємом V = 0,5 см 3, цілком занурений у воду на деяку глибину? Щільність пробки і води відповідно дорівнює p т = 200 кг / м 3, p в = 103 кг / м 3.
9. Цегла масою m к = 1,8 кг, підвішений на мотузці, занурюють у воду. У скільки разів зміниться сила тяжіння мотузки?
2) Якщо цегла занурюють у воду (див. Рис. Справа), то на нього крім сили тяжіння
10. Яке завдання перед Архімедом поставив сіракузький цар Гиерон (200 років до н.е.)?
Відповідь: визначити цільна корона або є порожнини і його обдурили майстри, які виготовляють корону.
11. Яким чином Архімед вирішив задачу про золотій короні?
12. У якому творі сформульований закон Архімеда?
Відповідь: про плаваючі тіла.
урок 48
Тема: «Закон Архімеда»
Мета уроку: вивести правило для обчислення сили Архімеда
Хід уроку
Перевірка домашнього завдання
Сформулюйте закон Паскаля. (Тиск, вироблене на рідину або газ, передається в будь-яку точку однаково в усіх напрямках)
Як довести, грунтуючись на законі Паскаля, існування викидає сили, що діє на тіло занурене в рідину? (Тиск на верхню поверхню зануреного в рідину тіла менше тиску цієї рідини на його нижню поверхню. Сила тиску на бічні поверхні однакова по закону Паскаля. Тиск знизу перевищує тиск зверху і прагне виштовхнути тіло на поверхню.
Як на досвіді показати, що на тіло, що знаходиться в рідині або газі діє виштовхуюча сила? (Зважити вантаж або тіло спочатку в повітрі, потім в рідині. Вага тіла в рідині або газі виявиться менше за рахунок сили, що виштовхує.
Як спрямована виштовхує сила? (Сила, що виштовхує тіло з рідини або газу, спрямована протилежно силі тяжіння, яка додається до цього тіла)
F 1 = p 1 S 1; F 2 = p 2 S 2; так як p 1 = ρ ж ∙ gh 1; p 2 = ρ ж ∙ gh 2; а S 1 = S 2 = S, де S площа підстави паралелепіпеда. Тоді F вит = F 2 - F 1 = ρ т ∙ gh 2 S - ρ т ∙ gh 1 S = ρ т ∙ gS (h 2 - h 1) = ρ т ∙ gS h, де h- висота паралелепіпеда.
Але S h = V, де V - об'єм паралелепіпеда, а ρ ж V = m ж - маса рідини в паралелепіпеді. Отже F вит. = Ρ ж gV = gm ж = P ж. , Тобто що виштовхує сила дорівнює вазі рідини в об'ємі зануреної в неї тіла.)
Вивчення нового матеріалу.
На підставі цього досвіду можна зробити висновок: сила, що виштовхує цілком занурене в рідину тіло, дорівнює рідини в обсязі цього тіла. Те ж саме можна сказати і про тілах, прогруженних в будь-якої газ. Сила, що виштовхує тіло з газу, також дорівнює вазі газу, взятого в обсязі тіла.
Силу, що виштовхує тіло з рідини або газу, називають архимедовой силою, В честь давньогрецького вченого Архімеда, який перший вказав на існування викидає сили і розрахував її значення. Закон Архімеда говорить так: якщо тіло занурене в рідину (або газ), то воно втрачає в своїй вазі стільки, скільки важить витіснена ним рідина (або газ).
Розрахуємо її на підставі наведеного досвіду: архимедова сила дорівнює вазі рідини в об'ємі тіла, тобто F A = P ж = gm ж. Масу рідини висловимо через її обсяг і щільність, тобто m ж = ρ ж ∙ V т. Отже, архимедова сила залежить від щільності рідини, в яку занурено тіло, і від обсягу тіла. Зверніть увагу, що архимедова сила не залежить від щільності речовини тіла, зануреного в рідину, так як ця величина не входить в отриману формулу.
Визначимо тепер вага тіла, зануреного в рідину або газ. Так як дві сили, що діють на тіло - це сила тяжіння і архимедова сила спрямовані в протилежні сторони, то вага тіла в рідини Р 1 буде менше ваги тіла у вакуумі P = gm (m - маса тіла) на архимедову силу FA = gm ж ( m ж - маса рідини або газу), витісненого тілом, тобто Р 1 = Р - FA, або P 1 = gm - gm ж.
Таким чином:
Якщо Архимедова сила менше сили тяжіння (F A
- якщо Архимедова сила дорівнює силі тяжіння (F A = gm), то тіло буде плавати;
Якщо Архимедова сила більше сили тяжіння (F A> gm), то тіло буде спливати.
закріплення вивченого
1. Площа крижини - 4 м 2, товщина - 0,25 м. Зануриться чи крижина цілком в воду, якщо на її середину встане людина, на якого діє сила тяжіння 700Н? Щільність льоду - 900кг / м 3, щільність води - 1000 кг / м 3.
F вит. = Ρ ж gV
V = Sh = 4х0,25 = 1,0м 3; F = F т л + F т в = (0,25 ∙ 900кг / м 3 ∙ 1м 3) + (0,25 ∙ 1000кг / м 3 ∙ 1м 3) = 475Н. 700Н> 475 Н. Відповідь: крижина не поринете.
2. Бетонна плита об'ємом 2м занурена в воду. Яку силу необхідно прикласти, щоб утримати її в воді? В повітрі?
Домашнє завдання
§ 49, питання до параграфу
Вправа 24 (1-3)
