По закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх,
где W- объем погруженной части тела.
Вес воды, вытесняемой телом, полностью или частично погруженным в воду, называется водоизмещением.
Центр тяжести
вытесненного объема жидкости называетсяцентром водоизмещения
илицентром
давления
. При наклоне (крене) плавающего
тела центр водоизмещения изменяет
свое положение.
Линия, проходящая через центр тяжести
тела
и центр водоизмещения
в положении равновесия перпендикулярно
свободной поверхности воды (плоскости
плавания), являетсяосью плавания.
В положении равновесия ось плавания
вертикальна, при крене она наклонена к
вертикали под углом крена.
Точку пересечения подъемной силы Р
при наклонном положении тела с осью
плавания принято называтьметацентром.
Расстояние между центром тяжести
тела
и метацентромMобозначается черезh м (метацентрическая высота). Чем выше
расположен метацентр над центром тяжести
тела, т. е. чем больше метацентрическая
высота
,
тем больше остойчивость тела
(способность из крена переходить в
положение равновесия), так как момент
пары сил
,
стремящийся восстановить равновесие
тела, прямо пропорционален метацентрической
высоте. Величина метацентрической
высоты может быть определена по формуле
где - момент инерции площади плоскости
плавания относительно продольной оси
;
W- водоизмещение тела;
е - расстояние между центром тяжести и центром водоизмещения.
Если метацентр лежит ниже центра тяжести тела, т. е. метацентрическая высота отрицательна, то тело неостойчиво.
Примеры
2.48.
Определить вес груза, установленного
на круглом в плане металлическом понтоне
диаметром,
если после установки груза осадка
понтона увеличилась на
.
Решение. Вес груза равен дополнительной силе вытеснения воды. В соответствии с законом Архимеда дополнительная сила вытеснения воды определяется по формуле:
.
Следовательно, вес груза
Ответ:
.
2.49.
Простейший ареометр (прибор для
определения плотности жидкостей),
выполненный из круглого карандаша
диаметроми прикреплённого к его основанию
металлического шарика диаметром
,
имеет вес
.
Определить плотность жидкости
,
если ареометр цилиндрической частью
погружается в неё на глубину
.
Решение. Вес ареометра уравновешивается силой вытеснения (архимедовой силой).
Следовательно,
откуда найдем плотность жидкости
Ответ:
.
2.50.
Объём части ледяной горы,
возвышающейся над поверхностью моря,
равен.
Определить общий объём ледяной горы и
глубину её погружённой части, если в
плане она имеет форму прямоугольника
размером
.
Решение. Общий вес ледяной горы
где - объём подводной части ледяной горы;
- плотность льда.
Сила вытеснения (подъёмная сила) по закону Архимеда
,
где
- плотность морской воды.
При плавании ледяной горы соблюдается условие
;
,
где ;
(табл. П-3).
Подставляя цифровые значения в предыдущую формулу, получим:
.
Общий объём ледяной горы
Глубина погружённой части ледяной горы
.
Ответ:
;
.
2.51.
Запорно-поплавковый клапан бака
водонапорной башни имеет следующие
размеры:d=100мм;l=68мм;мм;D=325мм. Если уровень воды
не достигает полушара 2 , то клапан 1
открыт, и вода поступает в бак. По мере
подъёма уровня воды и погружения в неё
полушара на рычаг 3 начинает действовать
сила
,
равная выталкивающей силе воды (по
закону Архимеда). Через рычаг усилие
передаётся на клапан. Если величина
этого усилия превысит силу давления
водыp
на клапан, то
он закроется и вода перестанет поступать
в бак. Определить, до какого предельного
давленияpклапан будет
закрыт, если допускается погружение в
воду только полушара поплавка (до линии
а – а).
Решение. Сила суммарного давления воды на клапан
где p– гидростатическое давление в корпусе клапана;
ω – площадь клапана.
Выталкивающая сила воды, действующая на поплавок, в соответствии с законом Архимеда
где
- объём шара.
Составим сумму моментов сил относительно шарнира О
С учётом ранее полученных зависимостей запишем уравнение моментов
Отсюда находим предельное давление
Ответ:
.
2.52.
Автомобиль весомустановлен на паром с размерами;
;
.
Проверить остойчивость парома, если
его весприложен на половине его высоты, а
центр тяжести автомобиля находится на
высоте
от верхней плоскости парома. Установить,
как изменится метацентрическая высота
,
если на автомобиль будет уложен груз,
центр тяжести которого расположен на
высоте
от верхней плоскости парома.
Решение. 1) Найдем положение центра тяжести парома с автомобилем (без груза) относительно нижней плоскости парома
2) Водоизмещение парома с автомобилем (объем воды, вытесненный паромом)
3) Осадка парома
4) Расстояние центра водоизмещения от нижней плоскости парома
Расстояние между центром тяжести и центром водоизмещения
Момент инерции площади плоскости плавания
Метацентрическая высота
Так как метацентрическая высота положительная, то паром остойчив. Для случая
нагруженного автомобиля аналогично находим:
Следовательно, при наличии груза на автомобиле метацентрическая высота уменьшается на
Но паром и при наличии груза будет остойчив.
Ответ:
.
2.53
. Определить остойчивость
деревянного цилиндрического бруса
диаметром d =0,6
м и высотой h =0,5
м, если относительный удельный вес
древесины .
Решение:
Найдем силу веса цилиндра:
G бр =W бр дер,
где
дер=
0,7
=7000
Н/м 3 – удельный вес дерева;
W бр ==0,785
м 3
- объем
бруса.
Тогда вес бруса
G бр=7000 987
Н.
Вычисляем водоизмещение цилиндра:
W=м 3 .
Осадка цилиндра составит:
=
м.
Найдем расстояние центра водоизмещения от нижней плоскости цилиндра:
H ц.в. ==
м.
Центр тяжести цилиндра находится на расстоянии от нижней плоскости:
h ц.т. =м.
Расстояние между центром тяжести и центром водоизмещения составит:
е=h ц.т. -h ц.в. =0,25-0,175=0,075 м.
Момент инерции площади плоскости плавания составит:
I 0 =м 4 .
Метацентрическая высота равняется:
Так как h м < 0, то цилиндр неостойчив.
2.54.
Плавучий железобетонный тоннель
с наружным диаметромD=8м
и толщиной стенки=0,3м
удерживается от всплытия тросами,
расположенными попарно через каждые
25м длины тоннеля. Определить натяжение
тросов, если вес 1м дополнительной
нагрузки по длине q=9,81кН,
плотность бетона,
а угол
.
Решение:
Составим уравнение равновесия сил, действующих на
Где:
Подставив значение сил в исходное уравнение, получим:
откуда найдём силу, действующую на каждый трос:
Ответ:
=
2.55. Определить необходимую высоту Н колокола газгольдера весомG=70кг, диаметромD=70см, чтобы объем газовой подушки был равенW=100л.
Решение:
Колокол
удерживается в равновесии вследствие
равенства сил, действующих на него:
р – избыточное давление в газовой подушке под колоколом;
ω – площадь колокола;
G– сила веса колокола.
Найдем избыточное давление газа под колоколом
.
Для определения величины Н используем уравнение Клайперона - Менделеева, исходя из
предположения, что процесс происходит изотермически:
;
откуда найдём соотношение
;
где
–
первоначальный объем газа в колоколе
при атмосферном давлении,
–
конечный объем газа при давлении
.
Причём величина давления
составляет
Подставим
в
уравнение газового состояния.
где
– заданный первоначальный объём.
Получаем:
Ответ:
.
2.56. Определить давление р, создаваемого колоколом газгольдера и определить разность уровней воды под колоколом и в его стаканеh, если вес колоколаG= 20 кг и его диаметрd= 40 см.
Решение:
Составим уравнение равновесия сил, действующих на колокол:
,
где
–
сила давления в газовой подушке.
,
где
– площадь (горизонтальная) сечения
колокола.
Найдем давление под колоколом:
.
Это давление в газовой подушке (без учета атмосферного). Оно сохраняется во всех
точках постоянным, в том числе и на свободной поверхности воды под колоколом,
и на уровне сечения а-а вне колокола. А это давление, в свою очередь, можно определить так:
и будет
.
Ответ:
2.57.
Шарообразный
поплавок помещен в жидкость, находящуюся
в цилиндрическом сосуде, плавающем в
той же самой жидкости. Вес сосудаG 1 =1кг,
вес жидкостиG 2 =5кг.
Известно также соотношение глубин
k==0,9.
Определить вес поплавка.
Решение.
Составим уравнение равновесия всех сил, действующих на эту систему:
G с +G ж +G n =F арх
где
F арх =
-
архимедова сила, действующая на
цилиндрический сосуд с жидкостью и
поплавком. Или, подставив значения
получим
5+1+ G n =F арх;
;
или
(1),
Объём жидкости в цилиндре и объём погруженной части поплавка составляют:
W ж +W п.ч.п. =.
В свою очередь – объём погруженной части поплавка умноженный на удельный вес жидкости - это вес поплавка:
W п.ч.п =F apx ’ =G n .
Или
=W п.ч.п. Подставим в
исходное уравнение:
W ж +=
получаем
W ж +G n =
,
где W ж =G ж – это вес жидкости в цилиндре, тогда
G ж +G n =,
откуда
G n =-G ж; или
G n =-
5. (2)
Запишем ещё раз уравнение (1):
G n =-
6. (1)
Приравняем правые части соотношений (1) и (2), получим:
-5=
-6.
Учтём, что k=0,9=.
Откуда найдём значение
=0,9
,
тогда
-
=6-5=1
(
-
)=1;
(
-0,9
)=1;
0,1
=1;
=10/
Подставим это значение в уравнение (1) и найдём вес поплавка:
G n =-
6=
-6=4
кг
Ответ: G n =4кг.
2.58
. Определить удельный вес бруса,
имеющего следующие размеры: ширинаb=30см, высотаh=20см,
длина=100см,
глубина погружения у=16см.
Решение :
Составим уравнение равновесия для плавающего бруса:
,
где ;
;
=
.
Откуда получаем соотношение
.
Найдём удельный вес бруса
=
.
Ответ:
.
1. ФИО: Шевцова Любовь Николаевна
2.Место работы: МБОУ МО Плавский район «Молочно-Дворская СОШ»
3. Должность: учитель физики
4.Предмет: физика
5.Класс: 7
6.Базовый учебник: Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений /А.В. Перышкин. – 2-е изд., стереотип – М.: Дрофа, 2013. – 221, с.: ил.
7. Тип урока: урок изучения нового материала с использованием ЭОР и самостоятельной деятельности учащихся.
8.Метод обучения: исследовательский.
9.Тема и номер урока в теме: «Давление твердых тел, жидкостей и газов»
Урок № 46.16
Тема урока : «Плавание тел».
Цель урока :
Выяснить экспериментальным путем условия, при которых тело в жидкости плавает, всплывает и тонет; сформулировать вывод в том, что поведение тел в жидкости зависит от соотношения выталкивающей силы Архимеда и силы тяжести, плотностей жидкости и тела, погруженного в жидкость.
Задачи:
Образовательные:
Актуализировать знания учащихся о действии жидкостей и газов на погруженные в них тела ; выяснить и сформулировать условия плавания тел.
Развивающие:
Формирование навыков организации самостоятельной деятельности учащихся с использованием ЭОР; овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умений предвидеть возможные результаты своих действий; сформировать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности учащихся.
Воспитательные:
Воспитывать интерес к предмету, потребность в познании нового, внимание, самостоятельность, коммуникативные качества, компьютерную грамотность, аккуратность.
Здоровьесберегающие:
Профилактика умственного перенапряжения путем смены деятельности.
Необходимое техническое оборудование : ПК, мультимедийный проектор, презентация, оборудование для проведения опытов.
Оборудование : несколько стаканов с растворами соли, сахара, марганцовки, яйцо в воде, набор тел: бруски железный, алюминиевый, дубовый, пробковый, пенопластовый кубик, ареометр.
Планируемый результат |
||
Личностные умения | Метапредметные умения | Предметные умения |
- проявление эмоционально-ценностного отношения к учебной проблеме; Проявление творческого отношения к процессу обучения; Готовность к равноправному сотрудничеству; Потребность в самовыражении и самореализации, социальном признании; Убежденность в возможности познания природы; Проявление самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений | Познавательные : Умение находить сходство и различие между объектами, обобщать полученную информацию; Умение вести наблюдение; Умение прогнозировать ситуацию. Регулятивные: Умение выполнять учебное задание в соответствии с целью; Умение соотносить учебные действия с известными правилами; Умение выполнять учебное действие в соответствии с планом. Коммуникативные: Умение формулировать высказывание; Умение согласовывать позиции и находить общее решение; Умение адекватно использовать речевые средства и символы для представления результата. | Предметные умения Умение объяснять условия плавания тел на основе изученного понятия архимедовой силы и силы тяжести, действующие на тело, погруженное в жидкость, а также от зависимости плотности тела и жидкости; Умение составлять план эксперимента, заполнять таблицу и делать вывод; Умение работать с текстом учебника. |
«Без сомнения, все наше знание начинается с опыта.»
И.Кант
СТРУКТУРА И ХОД УРОКА
Таблица 1
Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность ученика | Название используемых ЭОР | Время (в мин) |
|||||||||||||
Оргмомент | Приветствие учащихся. | Приветствуют учителя Проверяют готовность своего рабочего места. | |||||||||||||||
Актуализация знаний, повторение пройденного материала. |
(Сформулировать, записать формулу) Слайд № 1 Слайд № 2
Слайд № 3 Просмотр ролика Архимедова сила: Опишите картинку | Отвечают на вопросы, формулируют закон Архимеда. Слайд № 2 Выполняют тест, согласно инструкциям учителя. Проверяю по ключу. Слайд № 4 (плавает, часть над водой, часть под водой) | Архимедова сила (айсберг) | ||||||||||||||
Постановка цели урока | Объявление темы урока. Постановка целей и их запись каждым предложившим цель | Формулируют цели урока Слушают учителя. Отвечают на вопросы учителя, делая различные предположения. | |||||||||||||||
Изучение нового материала | Создание мотивации. Слайд № 5-8 Рассказ о мальчике: Однажды учитель продемонстрировал ученикам волшебное яйцо, которое умело плавать, а точнее всплывать со дна стакана и загадал ученикам загадку: как не трогая стакана с водой и яйцом и не используя никаких инструментов достать яйцо из стакана? Самый сообразительный, потратив всего 1 минуту, уже держал это яйцо в руках и получил «5». Как ему это удалось? ТБ. (на столах несколько стаканов с растворами соли, сахара, марганцовки, яйцо в воде) Демонстрирует опыт: доливают в стакан раствор соли. Слайд № 9 3адание группе 1 :
Оборудование: сосуд с водой и набор тел: бруски железный, алюминиевый, дубовый, пробковый. Слайд № 10 Задание группе 2 :
Оборудование: сосуд с водой, деревянный и пенопластовый кубики. Слайд № 11 Задание группе 3 :
Оборудование: стакан с водой, стакан с маслом, деревянный брусок 2 шт. Учитель: Мы говорили об условии плавания твёрдых тел в жидкости. А может ли одна жидкость плавать на поверхности другой? Задание группе 4 : Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды. Цель работы: Провести наблюдение за всплытием масла, погруженного в воду, обнаружить на опыте выталкивающее действие воды, указать направление выталкивающей силы. Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка. Последовательность проведения опыта:
После выполнения эксперимента обсуждаются результаты работы, подводятся итоги. Пока учащиеся выполняют задания, наблюдаю за их работой, оказываю необходимую помощь. Учитель: Заканчиваем работу, приборы отодвиньте на край стола. Переходим к обсуждению результатов. Сначала выясним, какие тела плавают в жидкости, а какие – тонут. (Группа 1,2)(Учащиеся приводят примеры и делают вывод.) и т.д. Слайд № 12 Слайд № 13,14 Учитель: (Группа 4) Снова вернёмся к таблице плотности веществ. Объясним, почему на воде образуется масляная плёнка. Действие прибора - Ареометр (демонстрируем определение плотности воды и масла) | Пробуют в парах на своих местах. Вывод:
Выполняют задание. Заполняют таблицу. Сравнивают значения плотностей.
Делают вывод:
А если равны?
Опыт с киндерами (мензурка с водой и 3 киндера разной массы) Вывод: Таким образом, глубина погружения тела в жидкость зависит от плотности самого тела. Вывод: Глубина погружения тела в жидкость зависит от плотности жидкости Вывод: Жидкости ведут себя также, как и твердые тела. Их расположение в сосуде зависит от плотности. | Резина и кирпич в жидкости Гиря в ртути Мертвое море | ||||||||||||||
Закрепление нового материала | Предлагает учащимся заполнить таблицу Слайд № 15 Проверка Слайд № 16
| Выполняют задание, применяя полученные знания . Делают и записывают вывод в тетрадь | |||||||||||||||
Рефлексия. | Со всеми ли задачами мы справились? Выясняем? | Формулируют выводы. Задают вопросы учителю. | |||||||||||||||
Подведение итогов урока | Анализирует результаты выполнения учащимися заданий . Выставляет оценки | Слушают учителя. | |||||||||||||||
Домашнее задание | Формулирует домашнее задание, комментирует его: § 50, упр. 25 № 2, 4 Задание с пластилином! Слайд № 17,18 | Фиксируют домашнее задание. |
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР Таблица 2
Название ресурса | Форма предъявления информации (иллюстрация, презентация, видеофрагменты, тест, модель и т.д.) | ||
“Архимедова сила” | Рисунок, текст, звук. Озвученная иллюстрация для изучения закона Архимеда.(Айсберг) | ||
“Выталкивающая сила и плотность жидкости” | Иллюстрированный и озвученный рассказ о различной величине архимедовой силы в пресной и солёной воде. (мертвое море) | ||
“Гиря в воздухе, воде и ртути” | Видеофрагмент, в котором демонстрируется как железная гиря тонет в воде и плавает в ртути. | ||
“Плавание тел” | Интерактивная модель, позволяющая провести виртуальный опыт по выявлению зависимости глубины погружения тела в жидкость (резина и кирпич) |
Приложения
Тест
1.
По какой формуле определяется Архимедова сила?
А.
Б.
В. Г.
2.
В каком случае Архимедова сила, действующая на самолёт больше: у поверхности Земли или на высоте 10 км?
А.
Больше у поверхности Земли.
Б.
В обоих случаях одинаково
В.
Больше на высоте 10 км.
3.
Какая сила равна весу жидкости, вытесненной этим телом?
А.
Сила сопротивления.
Б. Архимедова сила.
В.
Сила упругости.
4.
Человек находится в воде. Как изменяется Архимедова сила, действующая на человека при вдохе?
А.
Уменьшается.
Б. Увеличивается.
В. Не изменяется.
5.
Тело весом 8 Н погружено в воду. Вес вытесненной жидкости равен 6 Н. Каково значение выталкивающей силы?
А.
2 Н
Б.
6 Н
В.
8 Н
Г.
14 Н
6
.
На рычажных весах уравновешены одинаковые тела. Нарушится ли равновесие и как, если опустить одно тело в воду, а другое в керосин?
А.
Нарушится равновесие, перетянет тело, опущенное в керосин.
Б.
Нарушится равновесие, перетянет тело, опущенное в воду.
В.
Не нарушится.
7. Тело, подвешенное на нити, опускают в воду. Как при этом изменится сила тяжести, вес тела и сила Архимеда?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Увеличится;
уменьшится; https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
МБОУ МО Плавский район « Молочно-Дворская СОШ» Учитель физики Шевцова Л.Н.
Отвечаем на вопросы 1.Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости и газы. 2. Как подсчитать архимедову силу? 3.От каких величин зависит архимедова сила? 4.От каких величин она не зависит?
На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная по модулю весу жидкости, которую вытесняет данное тело. При полном погружении тела объемом V т и плотностью ρ ж, архимедова сила F А:
Древнегреческий ученый Архимед, 287 г. до нашей эры. «Архимедова сила»
Ключ к тесту 1. В 2. А 3. Б 4. Б 5. Б 6. А А – 3 Б – 2 В – 1 8. Решение и ответ: F a = 1,3 кг/м 3 *6 м 3 * 9,8 Н/кг = 76,44 Н Ответ: 76,44 Н Вопросы 1- 6 - 1 балл; «5» - 10 -11 баллов; Вопрос 7 - 1-2 балла; «4» - 8 - 9 баллов; Задача № 8 - 3 балла «3» - 5 - 7 баллов; Итого: 11 баллов «2» - менее 5 баллов.
О каком плавающем теле идёт речь? Сегодня над морем Большая жара; А в море плывёт Ледяная гора. Плывёт и, наверное Считает: Она и в жару не растает.
«Без сомнения, все наше знание начинается с опыта.» И.Кант
Урок - исследование «Условия плавания тел»
Каковы условия плавания тел в жидкости?
Фронтальная экспериментальная работа 1 группа. Задание: Пронаблюдайте, какие из предложенных тел тонут, и какие плавают в воде. Найдите в таблице учебника плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды. Оборудование: сосуд с водой и набор тел: бруски железный, алюминиевый, дубовый, пробковый. Результаты оформите в виде таблицы. Плотность жидкости Плотность вещества Тонет или нет Вода – 1000 кг/м 3 Железо Алюминий Дерево (дуб) Пробка
Фронтальная экспериментальная работа 2 группа. Задание: Сравните глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров. Сделайте выводы на основании результатов опытов Оборудование: сосуд с водой, деревянный и пенопластовый кубики.
Фронтальная экспериментальная работа 3 группа. Задание: Выясните, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности. Результат опыта представить на рисунке Сделайте выводы на основании результатов опытов. Оборудование: стакан с водой, стакан с маслом, деревянный брусок 2 шт.
Условие плавания тел всплывает плавает тонет плотность жидкости больше плотности тела плотность жидкости равна плотности тела плотность жидкости меньше плотности тела
Фронтальная экспериментальная работа 4 группа. Задание: Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды. Цель работы: Провести наблюдение за всплытием масла, погруженного в воду, обнаружить на опыте выталкивающее действие воды, указать направление выталкивающей силы. Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка. Последовательность проведения опыта: Возьмите с помощью пипетки несколько капель масла. Опустите пипетку на глубину 3 – 4 см в стакан с водой. Выпустите масло и пронаблюдайте, образование масляного пятна на поверхности воды. На основе проделанного опыта сделайте вывод
Плавание одной жидкости на поверхности другой. Жидкости, как и твердые тела подчиняются условиям плавания тел.
F A и F T Ж и Т Тонет, плавает или всплывает Тонет Плавает Всплывает
F A и F T Ж и Т Тонет, плавает или всплывает F A F T Ж > Т Всплывает
Домашнее задание: § 50 Упр.25(2,4)
Уходя с урока, выберите смайлик:
Спасибо за внимание!
Мы знаем, что на любое тело, находящееся в жидкости, действуют две силы, направленные в противоположные стороны: сила тяжести и архимедова сила. Сила тяжести равна весу тела и направлена вниз, архимедова же сила зависит от плотности жидкости и направлена вверх. Как физика объясняет плавание тел , и каковы условия плавания тел на поверхности и в толще воды?
Условие плавания тел
Согласно закону Архимеда условие плавания тел следующее: если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, то есть плавать в ее толще. Если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости, то есть всплывать. В случае же, когда вес тела больше выталкивающей его архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, то есть тонуть. Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. А вот будет тело плавать или тонуть зависит от плотности тела , так как его плотность увеличит его вес. Если плотность тела будет выше плотности воды, то тело утонет. Как же быть в таком случае?
Плотность сухого дерева за счет полостей, наполненных воздухом, меньше плотности воды и дерево может плавать на поверхности. А вот железо и многие другие вещества значительно плотнее воды. Как же возможно строить корабли из металла и перевозить различные грузы по воде в таком случае? А для этого человек придумал небольшую хитрость. Корпус корабля, который погружается в воду, делают объемным, а внутри этот корабль имеет большие полости, заполненные воздухом, которые сильно уменьшают общую плотность корабля. Объем вытесняемой кораблем воды, таким образом, сильно увеличивают, увеличивая выталкивающую его силу, а плотность корабля в сумме делают меньше плотности воды, дабы корабль мог плавать на поверхности. Поэтому каждый корабль имеет определенный предел массы грузов, который он может увезти. Это называется водоизмещением судна.
Различают порожнее водоизмещение - это масса самого судна, и полное водоизмещение - это порожнее водоизмещение плюс общая масса экипажа, всей оснастки, запасов, топлива и грузов, которую может нормально увезти данное судно без риска утонуть при относительно спокойной погоде.
Плотность тела у организмов, населяющих водную среду, близка к плотности воды. Благодаря этому они могут находиться в толще воды и плавать благодаря подаренным им природой приспособлениям - ластам, плавникам и пр. В передвижении рыб большую роль играет специальный орган - плавательный пузырь. Рыба может менять объем этого пузыря и количество воздуха в нем, благодаря чему ее суммарная плотность может меняться, и рыба может плавать на различной глубине, не испытывая неудобств.
Плотность человеческого тела немного больше плотности воды. Однако, человек, когда у него в легких содержится некоторое количество воздуха, тоже может спокойно держаться на поверхности воды. Если же ради эксперимента, находясь в воде, вы выдохните весь воздух из легких, вы медленно начнете опускаться на дно. Поэтому всегда помните, что плавать не страшно, опасно наглотаться воды и впустить ее в легкие, что и является наиболее частой причиной трагедий на воде.
Мы знаем, что на любое тело, находящееся в жидкости, действуют две силы, направленные в противоположные стороны: сила тяжести и архимедова сила. Сила тяжести равна весу тела и направлена вниз, архимедова же сила зависит от плотности жидкости и направлена вверх. Как физика объясняет плавание тел , и каковы условия плавания тел на поверхности и в толще воды?
Условие плавания тел
Согласно закону Архимеда условие плавания тел следующее: если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, то есть плавать в ее толще. Если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости, то есть всплывать. В случае же, когда вес тела больше выталкивающей его архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, то есть тонуть. Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. А вот будет тело плавать или тонуть зависит от плотности тела, так как его плотность увеличит его вес. Если плотность тела будет выше плотности воды, то тело утонет. Как же быть в таком случае?
Плотность сухого дерева за счет полостей, наполненных воздухом, меньше плотности воды и дерево может плавать на поверхности. А вот железо и многие другие вещества значительно плотнее воды. Как же возможно строить корабли из металла и перевозить различные грузы по воде в таком случае? А для этого человек придумал небольшую хитрость. Корпус корабля, который погружается в воду, делают объемным, а внутри этот корабль имеет большие полости, заполненные воздухом, которые сильно уменьшают общую плотность корабля. Объем вытесняемой кораблем воды, таким образом, сильно увеличивают, увеличивая выталкивающую его силу, а плотность корабля в сумме делают меньше плотности воды, дабы корабль мог плавать на поверхности. Поэтому каждый корабль имеет определенный предел массы грузов, который он может увезти. Это называется водоизмещением судна.
Различают порожнее водоизмещение - это масса самого судна, и полное водоизмещение - это порожнее водоизмещение плюс общая масса экипажа, всей оснастки, запасов, топлива и грузов, которую может нормально увезти данное судно без риска утонуть при относительно спокойной погоде.
Плотность тела у организмов, населяющих водную среду, близка к плотности воды. Благодаря этому они могут находиться в толще воды и плавать благодаря подаренным им природой приспособлениям - ластам, плавникам и пр. В передвижении рыб большую роль играет специальный орган - плавательный пузырь. Рыба может менять объем этого пузыря и количество воздуха в нем, благодаря чему ее суммарная плотность может меняться, и рыба может плавать на различной глубине, не испытывая неудобств.
Плотность человеческого тела немного больше плотности воды. Однако, человек, когда у него в легких содержится некоторое количество воздуха, тоже может спокойно держаться на поверхности воды. Если же ради эксперимента, находясь в воде, вы выдохните весь воздух из легких, вы медленно начнете опускаться на дно. Поэтому всегда помните, что плавать не страшно, опасно наглотаться воды и впустить ее в легкие, что и является наиболее частой причиной трагедий на воде.