Бесплатная горячая линия

8 800 301 63 12
Главная - Другое - Один из опытов архимеда

Один из опытов архимеда

Один из опытов архимеда

Архимедова сила


Поделитесь в соц.сетях

  1. Участник:Буров Станислав Михайлович
  2. Руководитель:Гурьянова Г.А.

Цель работы: развивать кругозор, логику мышления, умение демонстрировать и объяснять опыты, повышать интерес к физике и изучаемому материалу.

  • Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.
  • Не устанавливайте на краю стола штатив, во избежание его падения.
  • До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.
  • Не держите на рабочем столе предметы, не требующиеся при выполнении задания.
  • При опускании груза в жидкость не сбрасывайте груз резко.
  • При получении травмы обратитесь к учителю.
  • Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.
  • При работе с жидкими веществами не пробуйте их на вкус, не разбрызгивайте и не разливайте.
  • При работе с мензурками не пользуйтесь сосудами с трещинами или с повреждёнными краями.
  • При выполнении практических работ с применением ниток – не обрывайте нитки, а обрезайте их ножницами.
  • При работе со стеклянным оборудованием соблюдайте осторожность, располагайте их на рабочем месте так, чтобы не разбить их.
  • При работе с динамометром не нагружайте его так, чтобы длина пружины выходила за ограничитель на шкале.
  • При пользовании весами взвешиваемое тело кладите на левую чашку, а разновесы на правую.
  • Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.
  • При пользовании рычагом-линейкой не забывайте придерживать свободный от грузов конец рукой.
  • Не оставляйте рабочего места без разрешения учителя.
  • При работе с мелкими предметами (горох, дробь, гайки и т.п.) используйте их только по назначению.
  • Если сосуд разбит в процессе работы, уберите со стола осколки не руками или тряпкой, а сметите щёткой в совок.
  • Берегите оборудование и используйте его по назначению.
  • Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
  • Взвешиваемое тело и гири опускайте на чаши осторожно, ни в коем случае не бросайте их.
  • По окончании работы с весами разновесы и гири поместите в футляр, а не на стол.

В своей работе по теме «» я проведу и объясню три эксперимента, описанных в учебнике Перышкина А.В. Физика. 7 класс. Сделаю обзор применения рассматриваемого явления на практике, в природе. Цель работы: развивать кругозор, логику мышления, умение демонстрировать и объяснять опыты, повышать интерес к физике и изучаемому материалу.

Выдвигаемая гипотеза: жидкость оказывает выталкивающее действие на погруженное в нее тело. Возьму два ареометра и две мензурки. Первый ареометр предназначен для жидкостей, имеющих плотность меньшую, чем вода.

Деления на нем нанесены сверху вниз. Опущу его в мензурку со спиртом, так чтобы не касался стенок, сниму показания. Плотность спирта равна 800 кг/м3.

Второй ареометр предназначен для жидкостей с плотностью большей, чем вода. Деления на нем нанесены снизу вверх.

Опускаю его в мензурку с водой. Снимаю показания на шкале. Плотность воды равна 1000 кг/м3. Оба ареометра плавали в жидкостях, не доставали дна сосуда, потому что кроме силы тяжести на них действовала еще выталкивающая сила со стороны жидкости. Осторожно вытираю ареометры и убираю в футляры. Вывод из опыта № 1: на тело, находящееся внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и архимедова сила, направленная вертикально вверх.

Вывод из опыта № 1: на тело, находящееся внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и архимедова сила, направленная вертикально вверх. Если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, т.е. если Fтяж = FA, то тело плавает.

История ареометров уходит своими корнями в далёкое прошлое. Считается, что данный прибор изобрела Гипатия, древнегреческий математик, учёный, философ и астроном. Произошло это где-то в 4-5 веке нашей эры.

С тех пор актуальность использования ареометров вовсе не сошла на нет, а, напротив: данные приборы необходимы постоянно. Принцип действия ареометра довольно прост, поскольку он основан на всем известном законе Архимеда.

В сущности, данный прибор представляет собой стеклянную трубку, которая работает по принципу поплавка. В нижнюю часть ареометра засыпается дробь или ртуть. Это необходимо для того, чтобы ареометр был правильно откалиброван и имел стартовую массу. В верхней же части мы сможем увидеть шкалу (деления), которая укажет на плотность раствора или концентрацию вещества.

В верхней же части мы сможем увидеть шкалу (деления), которая укажет на плотность раствора или концентрацию вещества.

Формула расчёта результата довольно проста: плотность раствора = масса ареометра / объём, на который ареометр погружён в жидкость.

Исходя из вышесказанного, в природе встречаются ареометры постоянного объёма и постоянной массы:

  1. чтобы измерить плотность жидкости ареометром постоянной массы, делают следующее: ареометр должен быть сухим и чистым. Его погружают в жидкость так, чтобы он там свободно плавал. Результат смотрят по шкале, особое внимание обращая на нижний край мениска;
  2. при работе ареометром постоянного объёма процедура измерений следующая: необходимо измерить массу ареометра путём погружения его до определённой метки. Плотность определяется по объёму вытесненной жидкости и массе груза.

Одной из разновидностей ареометров является спиртометр – это прибор, определяющий содержание спирта в водно-спиртовом растворе. Спиртометры подразделяют на лабораторные и бытовые.

Нетрудно догадаться, что основным отличием здесь будет цена и точность индикации.

«В народе» особой популярностью пользуются бытовые спиртометры, прежде всего, из-за низкой цены. Компания «Химзаказ» предлагает купить ареометры АСП-3 и АСП-Т.

Они отличаются разными диапазонами измерений массовой доли, а также общей длиной. При проведении измерений необходимо помнить, что точные показания гарантированы только при соблюдении нескольких условий: спиртометр не должен касаться стенок сосуда; температура измеряемой жидкости должна быть не менее 20 градусов по Цельсию; отсутствие различных примесей в растворе (например, сахарного сиропа и др.).

Рекомендуют проводить измерения в очищенной от примесей дистиллированной воде. Это заметно увеличит точность показаний. При соблюдении вышеуказанных условий, ареометры гарантируют максимально точные данные при проведении измерений.

Используют ареометр для измерения:

  1. плотности цельного и обезжиренного молока, нефти и нефтепродуктов;
  2. плотности электролита в кислотных и щелочных аккумуляторах;
  3. плотностей растворов солей и кислот, растворов солей, бетона.

При равных плотностях твердого тела и жидкости тело плавает внутри жидкости на любой глубине. Оказывается, плотность организмов, живущих в воде, почти не отличается от плотности воды, поэтому прочные скелеты им не нужны!

Рыбы регулируют глубину погружения, меняя среднюю плотность своего тела. Для этого им необходимо лишь изменить объем плавательного пузыря, сокращая или расслабляя мышцы. У берегов Египта, водится удивительная рыба фагак. Приближение опасности заставляет фагака быстро заглатывать воду. При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов.

При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов.

Газы заполняют не только действующую полость пищевода, но и имеющийся при ней слепой вырост. В результате тело фагака сильно раздувается, и, в соответствии с законом Архимеда, он быстро всплывает на поверхность водоема.

Здесь он плавает, повиснув вверх брюхом, пока выделившиеся в его организме газы не улетучатся. После этого сила тяжести опускает его на дно водоема, где он укрывается среди придонных водорослей.

Чилим (водяной орех) после цветения дает под водой тяжелые плоды. Эти плоды настолько тяжелы, что вполне могут увлечь на дно все растение.

Однако в это время у чилима, растущего в глубокой воде, на черешках листьев возникают вздутия, придающие ему необходимую подъемную силу, и он не тонет. Ведерко Архимеда служит для демонстрации явления выталкивания жидкостью погруженного в нее тела и измерения выталкивающей силы.

Прибор сверху снабжен дужкой для подвешивания к динамометру, а снизу – кольцом для подвешивания цилиндра. Внутренние размеры ведерка соответствуют наружным размерам цилиндра.

К демонстрационному динамометру с ценой деления 0,1 Н подвешиваю небольшое ведерко и тело цилиндрической формы. Замечаю показания динамометра 1,6 Н. Это вес тела в воздухе. Цилиндр погружаю полностью в воду.

При этом часть жидкости, объем которой равен объему тела, выливается из отливного сосуда в стакан. Указатель пружины динамометра поднимается вверх, пружина сокращается, показывая уменьшение веса тела в жидкости. В данном случае на тело, наряду с силой тяжести, действует еще и сила, выталкивающая его из жидкости.

В ведерко переливаю жидкость из стакана (т.е. ту, которую вытеснило тело), пружина динамометра снова показывает силу 1,6 Н.

Ведерко Архимеда протираю насухо после проведения опыта и убираю.

Вывод из опыта № 2: сила, выталкивающая тело, целиком погруженное в жидкость, равна весу жидкости в объеме этого тела. Силу, выталкивающую тело из жидкости, называют архимедовой силой в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение. Архимед, величайший древнегреческий ученый, математик, физик, изобретатель, родился в 287 г.

до н. э. в Сиракузах, на острове Сицилия. Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом в области геометрии и механики.

Последние три года жизни Архимеда Сиракузы были осаждены римскими войсками и флотом. По словам историков, Архимед для защиты города изобрел удивительные орудия и приспособления, которые губили римлян и наводили на них суеверный страх. Силу Архимеда используют в кораблестроении.

Голландский инженер и математик Симон Стевин (тот самый, который ввел в Европе десятичные дроби) в своем классическом труде «Принципы равновесия» (1586 г.) не только изящной формулировкой подтвердил закон Архимеда, но и доказал, что для равновесия плавающего тела его центр тяжести должен лежать на одной вертикали с центром величины (точкой приложения равнодействующей сил поддержания, расположенной в центре тяжести объема подводной части судна).

При проектировании и конструировании кораблей и яхт необходимо учитывать основные законы физики.

Ключевым моментом в проектировании кораблей выступает закон Архимеда. Если не углубляться в формулы, основной его принцип звучит следующим образом — на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила.

Способности силы Архимеда к выталкиванию зависят от двух факторов: плотности материала, из которого состоит объект и его формы. Если с первым пунктом, все ясно — материал должен быть легче воды, иначе сила тяготения превысит действие силы Архимеда, и корабль пойдет ко дну, со вторым пунктом все не так просто.

Форма яхты во многом формирует ее плавучесть. Известно, что на тело, погруженное в воду неравномерно, сила Архимеда действует пропорционально глубине погружения.

Следовательно, яхты, спроектированные с фигурным дном, будут обладать меньшей плавучестью и устойчивостью на воде.

Более сильное действие силы Архимеда на выступающие части днища спровоцирует разбалансировку, могущую быть опасной при качке и шторме. Фигурное дно зачастую лишено практического смысла и может доставить больше неудобств, чем пользы. Для опыта беру динамометр, штатив, сосуд с водой и два тела разного объема.

Для опыта беру динамометр, штатив, сосуд с водой и два тела разного объема. Динамометр закрепляю в штативе, подвешиваю первый груз в форме куба, массой 100 г. Вес тела в воздухе равен 1 Н.

Полностью погружаю куб в воду.

Динамометр показывает 0,6 Н. Значит архимедова сила равна 1 Н – 0,6 Н=0,4 Н.

Снимаю куб и подвешиваю цилиндр. Вес цилиндра в воздухе так же равен 1 Н. Опускаю его полностью в воду, динамометр показывает 0,9 Н.

Выталкивающая сила равна 0,1 Н. Сила Архимеда зависит от объема тела.

Вывод из опыта № 3: сила, выталкивающая тело из жидкости, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу, т. е. вертикально вверх. зависит от объема этого тела. Чем больше объем, тем больше сила Архимеда FA.

Морские млекопитающие киты регулируют глубину своего погружения за счет уменьшения и увеличения объема легких. Попадая случайно на сушу, киты не проживают и часу.

Масса кита достигает 90-100 т.

В воде эта масса частично уравновешивается выталкивающей силой. На суше у кита под действием столь огромной массы сжимаются кровеносные сосуды, прекращается дыхание и он погибает.

Проведенные исследования подтверждают выдвинутую гипотезу: на тело, находящееся в жидкости, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости. Она направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу.

Сила, выталкивающая тело, целиком погруженное в жидкость, равна весу жидкости в объеме этого тела. Она называется Архимедовой силой. Если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, т.е.

тело плавает. Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость. Ссылка на видеоролик: https://yadi.sk/i/26Fec-AX3JbM7b Поделитесь в соц.сетях Сказать спасибо автору Хотите сохранить материал на будущее?

Отправьте себе на почту Только зарегистрированные пользователи могут добавлять в избранное.

III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

  1. СИЛА АРХИМЕДА (ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА)

Газдиев О.М.

11МО Г.о. Подольск МОУ СОШ пос. МИС Яшина В.В. 11МО, Г.о. Подольск, МОУ СОШ пос. МИС

0.9 MB Текст работы размещён без изображений и формул.

Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF Введение Актуальность: Если внимательно присмотреться к окружающему миру, то можно открыть для себя множество событий, происходящих вокруг. Издревле человека окружает вода.

Когда мы плаваем в ней, то наше тело выталкивает на поверхность какие-то силы. Я давно задаю себе вопрос: «Почему тела плавают или тонут? Вода выталкивает предметы?» Моя исследовательская работа направлена на то, чтобы углубить полученные на уроке знания об архимедовой силе.

Ответы на интересующие меня вопросы, используя жизненный опыт, наблюдения за окружающей действительностью, провести собственные эксперименты и объяснить их результаты, которые позволят расширить знания по данной теме.

Все науки связаны между собой.

А общий объект изучения всех наук — это человек «плюс» природа.

Я уверен, что исследование действия архимедовой силы сегодня является актуальным. Гипотеза: Я предполагаю, что в домашних условиях можно рассчитать величину выталкивающей силы действующей на погруженное в жидкость тело и определить зависит ли она от свойств жидкости, объема и формы тела.

Объект исследования: Выталкивающая сила в жидкостях. Цель: Рассчитать величину выталкивающей силы действующей на погруженное в жидкость тело. Задачи: — изучить историю открытия архимедовой силы; — изучить учебную литературу по вопросу действия архимедовой силы; — выработать навыки проведения самостоятельного эксперимента; — доказать, что значение выталкивающей силы зависит от плотности жидкости.

Методы исследования: — исследовательские; — расчетные; — информационного поиска; — наблюдений 1.

Открытие силы Архимеда Существует знаменитая легенда о том, как Архимед бежал по улице и кричал «Эврика!» Это как раз повествует об открытии им того, что выталкивающая сила воды равна по модулю весу вытесненной им воды, объем которой равен объему погруженного в нее тела. Это открытие названо законом Архимеда.

В III веке до нашей эры жил Гиерон — царь древнегреческого города Сиракузы и захотел он сделать себе новую корону из чистого золота. Отмерил его строго сколько нужно, и дал ювелиру заказ. Через месяц мастер вернул золото в виде короны и весила она столько, сколько и масса данного золота.

Но ведь всякое бывает и мастер мог схитрить, добавив серебро или того хуже – медь, ведь на глаз не отличишь, а масса такая, какая и должна быть. А царю узнать охота: честно ль сделана работа?

И тогда, попросил он ученого Архимеда, проверить из чистого ли золота сделал мастер ему корону.

Как известно, масса тела равна произведению плотности вещества, из которого сделано тело, на его объем: . Если у разных тел одинаковая масса, но они сделаны из разных веществ, то значит, у них будет разный объем. Если бы мастер вернул царю не ювелирно сделанную корону, объем которой определить невозможно из-за ее сложности, а такой же по форме кусок металла, который дал ему царь, то сразу было бы ясно, подмешал он туда другого металла или нет.

И вот принимая ванну, Архимед обратил внимание, что вода из нее выливается.

Он заподозрил, что выливается она именно в том объеме, какой объем занимают его части тела, погруженные в воду. И Архимеда осенило, что объем короны можно определить по объему вытесненной ей воды. Ну а коли можно измерить объем короны, то его можно сравнить с объемом куска золота, равного по массе.

Архимед погрузил в воду корону и измерил, как увеличился объем воды.

Также он погрузил в воду кусок золота, у которого масса была такая же, как у короны. И тут он измерил, как увеличился объем воды. Объемы вытесненной в двух случаях воды оказались разными.

Тем самым мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием.

Из истории известно, что задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Опыты, проведенные Архимедом, были описаны в сочинении «О плавающих телах», которое дошло до нас.

Седьмое предложение (теорема) этого сочинения сформулировано Архимедом следующим образом: тела более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут опускаться пока не дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела.

Интересно, что сила Архимеда равна нулю, когда погруженное в жидкость тело плотно, всем основанием прижато ко дну.

Открытие основного закона гидростатики — крупнейшее завоевание античной науки. 2. Формулировка и пояснения закона Архимеда Закон Архимеда описывает действие жидкостей и газов на погруженное в них тело, и является одним из главных законов гидростатики и статики газов.

Закон Архимеда формулируется следующим образом: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объёме погруженной части тела – эта сила называется силой Архимеда: , где – плотность жидкости (газа), — ускорение свободного падения, — объём погружённой части тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Следовательно, архимедова сила зависит только от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объема этого тела.

Но она не зависит, например, от плотности вещества тела, погруженного в жидкость, так как эта величина не входит в полученную формулу. Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.

3. Определение силы Архимеда Силу, с которой тело, находящееся в жидкости, выталкивается ею, можно определить на опыте используя данный прибор: Небольшое ведерко и тело цилиндрической формы подвешиваем на пружине, закрепленной в штативе. Растяжение пружины отмечаем стрелкой на штативе, показывая вес тела в воздухе.

Приподняв тело, под него подставляем стакан с отливной трубкой, наполненный жидкостью до уровня отливной трубки. После чего тело погружают целиком в жидкость. При этом часть жидкости, объём которой равен объёму тела, выливается из отливного сосуда в стакан.

Указатель пружины поднимается вверх, пружина сокращается, показывая уменьшение веса тела в жидкости. В данном случае на тело, наряду с силой тяжести, действует еще и сила, выталкивающая его из жидкости.

Если в ведёрко налить жидкость из стакана (т.е. ту, которую вытеснило тело), то указатель пружины возвратится к своему начальному положению.

На основании этого опыта можно заключить, что сила, выталкивающая тело, целиком погруженное в жидкость, равна весу жидкости в объёме этого тела. Зависимость давления в жидкости (газе) от глубины погружения тела приводит к появлению выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на любое тело, погруженное в жидкость или газ. Тело при погружении двигается вниз под действием силы тяжести.

Архимедова сила направлена всегда противоположно силе тяжести, поэтому вес тела в жидкости или газе всегда меньше веса этого тела в вакууме.

Данный опыт подтверждает, что архимедова сила равна весу жидкости в объёме тела. 4. Условие плавания тел На тело, находящееся внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и архимедова сила, направленная вертикально вверх.

Рассмотрим, что будет происходить с телом под действием этих сил, если вначале оно было неподвижно. При этом возможны три случая: 1) Если сила тяжести больше архимедовой силы, то тело опускается вниз, то есть тонет: , то тело тонет; 2) Если модуль силы тяжести равен модулю архимедовой силы, то тело может находиться в равновесии внутри жидкости на любой глубине: , то тело плавает; 3) Если архимедова сила больше силы тяжести, то тело будет поднимается из жидкости – всплывать: , то тело плавает.

Если всплывающее тело частично выступает над поверхностью жидкости, то объем погруженной части плавающего тела такой, что вес вытесненной жидкости равен весу плавающего тела. Архимедова сила больше силы тяжести, если плотность жидкости больше плотности погруженного в жидкость тела, если 1) =— тело плавает в жидкости или газе,2) >— тело тонет,3) < — тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.> Именно эти принципы соотношения силы тяжести и силы Архимеда применяются в судоходостронии.

Однако на воде держатся громадные речные и морские суда, изготовленные из стали, плотность которой почти в 8 раз больше плотности воды.

Объясняется это тем, что из стали делают лишь сравнительно тонкий корпус судна, а большая часть его объема занята воздухом. Среднее значение плотности судна при этом оказывается значительно меньше плотности воды; поэтому оно не только не тонет, но и может принимать для перевозки большое количество грузов.

Суда, плавающие по рекам, озерам, морям и океанам, построены из разных материалов с различной плотностью. Корпус судов обычно делают из стальных листов. Все внутренние крепления, придающие судам прочность, также изготавливают из металлов.

Для постройки судов используют разные материалы, имеющие по сравнению с водой как большую, так и меньшую плотность.

Вес воды, вытесненной подводной частью судна, равен весу судна с грузом в воздухе или силе тяжести, действующей на судно с грузом.

Для воздухоплавания вначале использовали воздушные шары, которые раньше наполняли нагретым воздухом, сейчас – водородом или гелием.

Для того чтобы шар поднялся в воздух, необходимо, чтобы архимедова сила (выталкивающая), действующая на шар, была больше силы тяжести. 5. Проведение эксперимента

  • Исследовать поведение сырого яйца в жидкостях разного рода.

Задача: доказать, что значение выталкивающей силы зависит от плотности жидкости.

Я взял одно сырое яйцо и жидкости разного рода (приложение 1): — вода чистая; — вода, насыщенная солью; — подсолнечное масло. Сначала я опустил сырое яйцо в чистую воду – яйцо утонуло — «пошло ко дну» (приложение 2). Потом в стакан с чистой водой я добавил столовую ложку поваренной соли, в результате яйцо плавает (приложение 3).

И наконец, я опустил яйцо в стакан с подсолнечным маслом — яйцо опустилось на дно (приложение 4). Название жидкости Плотность жидкости, Поведение тела в жидкости Чистая вода 1000 Тело утонуло Соленая вода 1030 Тело плавает Подсолнечное масло 930 Тело утонуло Вывод: в первом случае плотность яйца больше плотности воды и поэтому яйцо утонуло. Во втором случае плотность солёной воды больше плотности яйца, поэтому яйцо плавает в жидкости.

В третьем случае плотность яйца также больше плотности подсолнечного масла, поэтому яйцо утонуло. Следовательно, чем больше плотность жидкости, тем сила тяжести меньше.

2. Действие Архимедовой силы на тело человека в воде. Задачи: — определить на опыте плотность тела человека, сравнить ее с плотностью пресной и морской воды и сделать вывод о принципиальной возможности человека плавать; — вычислить вес человека в воздухе, архимедову силу, действующую на человека в воде. Для начала с помощью весов я измерил массу своего тела.

Затем измерил объем тела (без объема головы).

Для этого я налил в ванну воды столько, чтобы при погружении в воду я был полностью в воде (за исключением головы). Далее с помощью сантиметровой ленты отметил от верхнего края ванны расстояние до уровня воды ℓ1, а затем – при погружении в воду ℓ2.

После этого с помощью предварительно проградуированной трехлитровой банки стал наливать в ванну воду от уровня ℓ1 до уровня ℓ2 – так я измерил объем вытесненной мной воды (приложение 5). Плотность я рассчитал с помощью формулы: . Сила тяжести, действующая на тело в воздухе, была рассчитана по формуле: , где – ускорение свободного падения ≈ 10 .

Значение выталкивающей силы было рассчитано с помощью формулы описанной в пункте 2. Масса испытуемого (без учета массы головы), кг 53 Объем тела человека (без объема головы), м3 0,052 Плотность тела человека (без учета головы), 1019 Плотность пресной воды, 1000 Плотность морской воды, 1030 Сила тяжести, действующая на тело в воздухе, Н 530 Значение выталкивающей силы в пресной воде, Н 520 Значение выталкивающей силы в морской воде, Н 536 Вывод:Тело человекаплотнее пресной воды, а, значит, оно в ней тонет. Человеку легче плавать в море, чем в реке, так как плотность морской воды больше, а следовательно больше значение выталкивающей силы.

Заключение В процессе работы над этой темой мы узнали для себя много нового и интересного. Круг наших познаний увеличился не только в области действия силы Архимеда, но и применении ее в жизни.

Перед началом работы мы имели о ней далеко неподробное представление. При проведении опытов мы подтвердили экспериментально справедливость закона Архимеда и выяснили, что выталкивающая силазависит от объема тела и плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем архимедова сила больше.

Результирующая сила, которая определяет поведение тела в жидкости, зависит от массы, объёма тела и плотности жидкости. Помимо проделанных экспериментов, была изучена дополнительная литература об открытии силы Архимеда, о плавании тел, воздухоплавании. Каждый из Вас может сделать удивительные открытия, и для этого не нужно обладать ни особенными знаниями, ни мощным оборудованием.

Нужно лишь немного внимательней посмотреть на окружающий нас мир, быть чуть более независимым в своих суждениях, и открытия не заставят себя ждать.

Нежелание большинства людей познавать окружающий мир оставляет большой простор любознательным в самых неожиданных местах. Список литературы 1.Большая книга экспериментов для школьников – М.: Росмэн, 2009.

– 264 с. 2. Википедия: https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Архимеда.

3. Перельман Я.И. Занимательная физика. — книга 1. — Екатеринбург.: Тезис, 1994. 4. Перельман Я.И. Занимательная физика.

— книга 2.- Екатеринбург.: Тезис, 1994.

5. Перышкин А.В. Физика: 7 класс: учебник для общеобразовательных учреждений / А.В.

Перышкин. — 16-е изд., стереотип.

— М.: Дрофа, 2013. – 192 с.: ил. Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение 5 Просмотров работы: 12575 Учредителями Конкурса являются Международная ассоциация учёных, преподавателей и специалистов – Российская Академия Естествознания, редакция научного журнала «Международный школьный научный вестник», редакция журнала «Старт в науке».

Служба технической поддержки –

  1. +7 (499) 709-81-04

© 2016–2021 Российская академия естествознания

Закон Архимеда, или Как распознать ложь?

Поделитесь в соц.сетях

У нас появился новый формат!

Теперь статью можно прослушать В древних Сиракузах жил инженер, математик и физик по имени Архимед. Образование он получил отличное, изобретения его ценились и в средствах он не нуждался. И периодически к нему обращались сильные мира для решения всяких сложных задач.

И одной из таких задач было определить подлинность короны царя Гиерона. Казалось бы, что в этом сложного?

Используй формулу ρт = mт / Vт (1). Раздели mт массу слитка, что был выдан ювелиру на объем короны Vт, получишь плотность короны ρт.

Сравни полученный результат с известной плотностью золота, и дело в шляпе.

А ювелир получит либо плату за работу, либо близкое знакомство с придворным палачом. Однако эта формула хорошо работает с объектами простой формы: шар, куб, параллелепипед.

А мы то помним, что исследуем корону, у которой множество зубцов, выпуклостей и ажурных плетений.

Как можно определить объем предмета столь сложной формы? Не знаете? Вот и Архимед тоже не знал. Физика. 7 класс. Учебник Долгое время ученый думал над задачей, и в один из дней, в задумчивости опускаясь в наполненную водой ванну, обратил внимание, что часть воды выплеснулась через край.

Современники рассказывают, что именно в этот момент Архимед закричал: «Эврика!», что по-гречески значит «Нашел!» и, даже не одеваясь, побежал в царский дворец. Еще пару дней понадобилось исследователю, чтобы изобрести прибор, с помощью которого он мог бы измерить объем воды, вылившейся при погружении короны.

Этот прибор, названный впоследствии ведерком Архимеда, можно увидеть на Затем, с помощью опытов с золотыми и серебряными слитками, доказать, что объем жидкости равен объему слитка, а следовательно будет равен и объему короны. И последним этапом определить плотность короны. Говорят, что царь был прав в своих подозрениях, и ювелир был нечист на руку.

А всю плату, что причиталась за корону мастеру, получил Архимед. Что же открыл Архимед благодаря своим опытам? Ученый определил некую силу, которая действую в обратном направлении силе притяжения и позволяет предметам плавать в воде и воздухе.

Эту силу по праву назвали силой Архимеда или выталкивающей силой. Определение закона Архимеда: тело погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. На планете Земля на все предметы действует сила земного притяжения.

Для объектов на земной поверхности силу притяжения можно рассчитать по формуле: Fт = mтg, (2) где mт — масса тела, а g — ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2. Когда же объект погружается в жидкость или газ, на него начинает действовать выталкивающая сила или сила Архимеда, которая рассчитывается по формуле: FА = mжg, (3) где mж — масса жидкости, вытесненной целым объектом или его частью, находящейся в жидкости.

Массу вытесненной жидкости в свою очередь можно определить используя формулу: mж = ρжVж, (4) и соответственно преобразовать формулу закона Архимеда: FА = ρжVжg.

(5) Как же соотносятся между собой сила тяжести и сила выталкивания.

Все просто:

  1. а если сила выталкивания больше силы притяжения, предмет всплывет.
  2. если силы примерно равны — предмет будет плавать в толще жидкости или газа;
  3. если сила притяжения больше силы выталкивания, предмет утонет;

Многочисленные опыты, благодаря которым мы можем пользоваться формулами силы выталкивания, подробно разобраны в Несмотря на то, что Архимед впервые открыл силу выталкивания в воде, сила Архимеда характерна также и для газов, и именно благодаря ей смог подняться в воздух первый воздушный шар, а вдохновленный и восхищенный этим событием писатель Жюль Верн написал свой роман .

А теперь давайте поможем царю решить его задачу с короной.

Предположим, что корона царя Гиерона в воздухе весит 22 Н, а в воде 19,75 Н, вычислите плотность вещества короны. Как мы узнали в начале статьи, плотность вещества находится по формуле: ρт = mт/Vт. (1) Глядя на формулу, понимаем, что для решения задачи нам не известны ни масса короны, ни ее объем.

Из предыдущего курса физики (§ 27 учебника ), помним, что для неподвижного тела вес P равен силе тяжести Fт и рассчитывается по формуле: P = Fт = mтg, (2) где g — ускорение свободного падения и его значение равно g = 9,8 Н/кг. Однако, если не требуется большая точность в расчетах, значение можно округлить до 10 Н/кг

  • на тела погруженные только в газ;
  • на тела находящиеся в невесомости.
  • FА = ρжVтg;
  • сила мышц Архимеда;
  • от плотности жидкости;
  • 9,8 м/с3;
  • 9,8 км/ч;
  • Согласно формуле (5) сила Архимеда равна FА = ρжVжg где ρж = ρводы = 1000 кг/м3 Из нее находим объем вытесненной жидкости и соответственно объем короны
  • растянется больше;
  • 8,9 м/с2.
  • на тела погруженные в газ или в жидкость; (+)
  • на того, кто лучше умеет плавать;
  • зависит от веса тела.
  • Остается финальный штрих: рассчитать плотность. ρт = mт/Vт ρт = 2,2 кг / 0,000225 м3 = 9778 кг/м3 или 9,8 г/см3
  • сожмется; (+)
  • сила, которая поднимает вверх тело находящееся в жидкости или газе; (+)
  • FА = ρтVжg;
  • на тела погруженные только в жидкость;
  • одинакова, т.к. объем шариков одинаков;
  • FА = mтg.
  • вода Мертвого моря;
  • сила выталкивания больше в емкости с керосином, потому что плотность меньше воды;
  • бензин; (+)
  • не изменится;
  • на того, кто вытеснил меньше воды.
  • FА = ρжVжg; (+)
  • поплывет.
  • 9,8 Н/кг; +
  • всплывет;
  • сила, с которой твердое тело действует на поверхность.
  • сила, с которой Архимед передвигал ванну;
  • Зная вес короны в воздухе, мы используя формулу (2) можем найти массу короны. Pт = Fт = mтg,
  • взлетит;
  • Мы также знаем, что вес тела в воде отличается от веса тела в воздухе на силу Архимеда. FA = 22 — 19,75 Н = 2,25 Н
  • на того, то не умеет плавать;
  • чистая вода.
  • от вытесненного объема жидкости;
  • оливковое масло;
  • сила выталкивания больше в емкости с водой, потому что ее плотность больше керосина. (+)
  • от массы тела; +
  • от времени нахождения тела в жидкости.
  • утонет; (+)
  • на того, кто вытеснил больше воды; (+)

#ADVERTISING_INSERT# Ольга Баранова Врач-педиатр, пишущий редактор, копирайтер Поделитесь в соц.сетях Сказать спасибо автору Хотите сохранить материал на будущее?

Последние новости по теме статьи

Важно знать!
  • В связи с частыми изменениями в законодательстве информация порой устаревает быстрее, чем мы успеваем ее обновлять на сайте.
  • Все случаи очень индивидуальны и зависят от множества факторов.
  • Знание базовых основ желательно, но не гарантирует решение именно вашей проблемы.

Поэтому, для вас работают бесплатные эксперты-консультанты!

Расскажите о вашей проблеме, и мы поможем ее решить! Задайте вопрос прямо сейчас!

  • Анонимно
  • Профессионально

Задайте вопрос нашему юристу!

Расскажите о вашей проблеме и мы поможем ее решить!

+