Урок-суд "Архимедова сила"

Суддя: Зуйкова Ірина Володимирівна

ПрокурориАдвокатиСвідкиПрисяжніКриміналісти

учні 4(8) – А класу

Горлівської

гімназії “Інтелект”

Справа № 48/17Ім'я обвинуваченого

Архімедова сила, вона ж виштовхувальна сила, вона ж рівнодіюча сил тиску, вона ж вага витесненої рідини.

Місце і дата народження Слідством не встановлені

Постійне місце проживання

Рідини і гази

Стан Електромагнітні сили

Склад злочину (у чому звинувачується)

У дії на тіло, занурене в рідину або гас

Час і місце скоєння першого злочину

ІІІ ст. до н.е., Стародавня Греція, о. Сицилія, м. Сиракузи, баня

Потерпілий, він же свідок, він же обвинувач

Архімед – математик і механік Сиракузський, знаменитий

Співучасники злочину Сили тиску

В ролі криміналістів-експертів, оцінимо обвинувачену Архімедову силу з

погляду математики, біології, літератури

Виявимо її на досліді

Розкриємо її зв'язки з іншими фізичними величинами

А, може, виступимо в ролі адвокатів і захистимо нещасну,

оцінивши її по гідності

На тіла, що знаходяться в рідині, діє сила, що виштовхує їх з рідини

і напрямлена в горуВизначимо вагу тіла в повітрі Р1

Визначимо вагу тіла в рідині Р2

ПорівняємоР1 > Р2

Архімедова сила

Fв = Р1 – Р2 Fв

Від яких величин залежить виштовхувальна сила?

Виштовхувальна сила залежить

Виштовхувальна сила не залежить

- -

- -

-

-

1

2

3 4

Причини виникнення Архімедової сили:- тиск рідини, що виникає під дією сили тяжіння- закон Паскаля

Fв = F2 – F1

F3 =

F1 = р1 · S1

F4 - протилежні

F2 = р2 · S2

р1 = ρр·g·h1 р2 = ρр·g·h2

F1 = ρр·g·h1 ·S F2 = ρр·g·h2 ·S

Fв = ρр·g·h2 ·S - ρр·g·h1 ·S =

= ρр·g·S ( h2- h1 ) = ρр·g·S·hт

= ρр·g·Vт = mр·g = Pp

S1 = S2 = S

Fв = ρр·g·Vт = Pр

На тіло, занурене в рідину повністю чи частково, діє виштовхувальна сила, яку також називають архімедовою силою

Fарх (Fв )Fарх (Fв )

На тіла, що знаходяться в газі, теж діє сила, що виштовхує їх з газу.

Закон Архімеда

На тіло занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, що напрямлена вертикально вгору і дорівнює вазі рідини або газу в об'ємі зануреної частини тіла

Математики

1) Як зміниться значення виштовхувальної сили, якщо об'єм тіла збільшиться в 5 разів?

2) Що відбудеться з виштовхувальною силою, якщо густина рідини зменшиться в 2 рази?

3) Як зміниться виштовхувальна сила, якщо об'єм тіла збільшиться в 2 рази, а щільність рідини зменшиться в 2 рази?

Біологи1. Чому риба має слабкіший скелет,

ніж істоти, що живуть на суші?

2. Чому водорості не потребують твердих стебел?

Експериментатори

- Чому картопля потонула в прісній воді, а в солоній воді - ні?

солона вода прісна вода

Літератори«… на суші перед гігантами вставали нерозв'язні проблеми,… дихання вимагало величезних зусиль, … на суші скелет не витримує ваги м'язів і жирового шару, тим часом, як в щільному водному середовищі він відмінно служить киту».

- Що допомагало киту?

« Єгорушка … розігнався і полетів з вишні півтори сажня. Описавши в повітрі дугу, він впав у воду, глибоко занурився, але дна не дістав, якась сила, холодна і приємна на дотик, підхопила і понесла його назад вгору».

- Яка сила «понесла» Єгорушку вгору?

Літератори

Фізики• Однакова чи різна виштовхувальна сили діє на перше і

друге тіла, занурені в рідини?• Якщо сили різні, то яка з них більша і чому?

1. Однакові залізні кульки.

2. Залізна і алюмінієва (більша) кульки однакової маси.

3. Залізний кубик і кулька однакового об’єму.

4. Однакові залізні кульки, поміщені в воду і керосин

Архімедова сила

• Діє на тіла і в рідині, і в газі;• Сила направлена вгору;• Сила дорівнює вазі рідини або газу в

об'ємі тіла, якщо воно занурене цілком;

• Сила дорівнює вазі рідини або газу в об'ємі зануреної частини тіла, якщо тіло занурене частково.

Від яких величин залежить виштовхувальна сила?

Виштовхувальна сила залежить

Виштовхувальна сила не залежить

- об'єму тіла Vт - густини тіла ρт

- густини рідини ρр - маси тіла mт

- форми тіла

- глибини занурення h

Закон Архімеда

Тест “Архімедова сила ”

1. Чому вага тіла в воді менша ваги тіла в повітрі? С. Сила тяжіння стала більшою. И. Сила тяжіння стала меншою; Л. Не має правильної відповіді; А. Діє виштовхувальна сила;


2. Вага деталі в повітрі 10 Н, а в машинному маслі 8Н. Визначите його виштовхувальна силу.

Р. 2 Н; О. 18 Па; С. 2 Па; А. 18 Н.


3. Вага тіла в повітрі 10 Н. Визначте його вагу в гасі, якщо Архімедова сила, що діє на нього, дорівнює 2 Н.

Р. 12 Н; У. 8 Па; Х. 8 Н;

Тест “Архімедова сила ”4. До однакових пружин підвішені кульки рівної

маси, але різного об'єму. Знизу до кульок підносять посудину з водою і піднімають її до такого рівня, поки кульки повністю зануряться у воду. Яка пружина скоротиться більше?

Т. 2; І. 3; Л. 1; О. Всі однаково

Тест “Архімедова сила ”5. До коромисла терезів підвішене два однакові

вантажі. Чи порушиться рівновага, якщо одну гирю опустити у воду, а іншу в гас?

М. Так; І. Ні; Д. Це залежить від терезів. Ь. Немає правильної відповіді;


6. Чому дорівнює виштовхувальна сила, що діє на тіло об'ємом 0,5 м3 при його повному зануренні у воду, густина якої 1000 кг/м3?

М. 0,5 Н; Е. 5 кН; Т. 0,5 кН; Р. 50 кН.

Тест “Архімедова сила ”7. Визначте об’єм картоплини, що занурена в воду

(густина 1000 кг/м3).

Д. 0,0003 м3; И. 3 м3; Н. 3300 м3; А. 33,3 м3.

Н

Н

А Р Х І М Е Д• Найвидатніший з

математиків старовини.

• Народився в Сиракузах

• (250 років до н.е), був родичем царя Гієрона II.

Ми дізналися:а) як вона виникає;б) чому вона дорівнює, куди направлена і як її можна

розрахувати;в) від яких чинників залежить, від яких не залежить;г) як її можна визначити експериментально.

Ми зуміли:а) оцінити різні ситуації, описані в художній літературі;

б) зрозуміти значення архімедової сили для істот, що живуть у водному середовищі.

Домашнє завдання

Прочитати § 23, дати усно відповідь на питання с. 117, виконати впр. 23 (3,4)

P.S.

Цікаво, що історія, пов'язана з короною Гієрона, додала до інших заслуг Архімеда почесне звання, мабуть, першого відомого нам ученого-детектива.

Сиракузы — одна из первых греческих колоний на восточном берегу острова Сицилии.

Легенда об Архимеде

Жил в Сиракузах мудрец Архимед, Был другом царя Гиерона. Какой для царя самый Важный предмет? Вы все догадались – корона!


Захотелось Гиерону Сделать новую корону. Золота отмерил строго. Взял не мало и не много, Сколько нужно, в самый раз. Ювелиру дал заказ. И царю узнать охота: Честно ль сделана работа?

И позвал он Архимеда... Началась у них беседа. Гиерон. Вот корона, Архимед. Золотая или нет?

Легенда об АрхимедеЛегенда об Архимеде


Но корону не царапать, не пилить... И задумался ученый: – Что известно? ВЕС короны. Ну а как найти ОБЪЕМ?Думал ночью, думал днем.


И однажды, в ванне моясь, Погрузился он по пояс. На пол вылилась вода – Догадался он тогда, Как найти объем короны, И помчался к Гиерону.


Он промчался мимо стражи. – Эврика! Нашел решенье! – Во дворец примчался он. – Я придумал, Гиерон!


Пусть весы сюда несут И с водой большой сосуд... На весы кладем корону, И теперь такой же ровно Ищем слиток золотой...

Мы теперь корону нашу

Опускаем в эту чашу. Гиерон! Смотри сюда – В чаше поднялась вода! Ставлю черточку по краю.

Легенда об АрхимедеЛегенда об Архимеде


Гиерон. А корону? Архимед. Вынимаю. В воду золото опустим. Гиерон. В воду – золото? Допустим... Архимед. Поднялась опять вода, Метку ставлю я.


Гиерон. Ничего не понимаю... Лишь две черточки я вижу. Эта – выше, эта – ниже. Но какой же вывод главный?

Vk>Vз


Архимед. Равный вес. Объем не равный! Понимаешь, Гиерон, Я сейчас открыл закон. Тот закон совсем простой.


Гиерон. Постой! Говоришь, объем не равный? Мастер мой - мошенник явный! За фальшивую корону Он ответит по закону! А ты за разгадку Получишь дары!


На этом прервалась беседа... Немало воды утекло с той поры, Но помнят закон Архимеда!

Выталкивающей силой(или силой Архимеда) называют силу, с которой жидкость или газ действуют на погруженное в них тело.

Действует на тела и в жидкости, и в газе; Сила направлена вверх; Сила равна весу жидкости или газа в

объеме тела, если оно погружено целиком;

Сила равна весу жидкости или газа в объеме погруженной части тела, если тело погружено частично.

Архимедова силаАрхимедова сила

aF gVρ=

Источники информации

http://www.fizika.ru/theory/index.htm http://www.tambov.fio.ru/vjpusk/vjp026/rabot/38/page04.html

Education

Урок-суд "Архимедова сила"