Плавание тел

Цель урока:
Повторить и закрепить понятие сила Архимеда.
Выяснить условие плавание тела.
Научиться решать задачи на эту тему.

Ход урока
Подготовка учащихся к восприятию нового материала.
Объяснение нового материала.
Закрепление нового материала.

Повторение материала прошлого урока
От каких параметров зависит сила Архимеда? Как она направлена?
Рассмотрите рис. а-в и ответьте на вопрос: на какое тело действует наибольшая выталкивающая сила?
1
2
3
а)
б)
1
2
3
4
в)
вода
керосин

FA = Fт
Если FA = Fт, силы уравновешивают друг друга, тело плавает внутри жидкости на любой глубине. При этом FА=ρжVg; Fт = ρтVg.
Тогда из равенства сил следует: ρж=ρт, т. е., средняя плотность тела равна плотности жидкости.
Fт
FА

Условия плавания тел
От чего зависит, будет ли тело плавать внутри жидкости, всплывать или тонуть?
От того, какая сила больше: выталкивающая или сила тяжести.
FТ
FА

Fт > FА
При Fт > FА ( а значит, когда ρж < ρт, т.е. средняя плотность тела больше плотности жидкости) тело тонет.
FА
Fт
FА

Fт < FА
При Fт < FА (pт < pж)
тело всплывает.
Тело всплывает до тех пор, пока FA не станет равна Fт.
Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость.
Fт
FА
Fт
FА

Определим объем погруженной части тела:
FA = Fт;
gρжVп.ч=gρтVт;
ρжVпч=ρтVт;
Vпч=Vтρт/ρж. Для айсберга:
Vпч=Vа900/1000=0,9Vа

Плавание живых организмов
Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, мало отличается от плотности воды, поэтому их вес почти полностью уравновешивается архимедовой силой.
Благодаря этому водные животные не нуждаются в столь прочных скелетах, как наземные.

У рыб есть орган, называемый плавательным пузырем. Меняя объем пузыря, рыбы могут изменять глубину погружения.

Плавание судов
В воде держатся громадные суда, изготовленные из стали, плотность которой почти в 8 раз больше плотности воды.
Объясняется это тем, что из стали делают лишь тонкий корпус судна, а большая часть его объема занята воздухом. Среднее значение плотности судна оказывается значительно меньше плотности воды. Поэтому оно не только не тонет, но и может принимать для перевозки большое количество грузов.

Вывод:
Тело плавает, полностью или частично погрузившись в жидкость, при условии:
FA = Fт.