Презентация - «Знания – дети удивления и любопытства». Луи де Бройль

«Знания – дети удивления и любопытства»
Луи де Бройль
Тема урока. Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила

Как вы думаете, почему:
Летают воздушные шары
Не тонут корабли
Вам интересно узнать, как объяснить с точки зрения физики эти явления?

Архимед
«Мы обязаны Архимеду фундаментом учения о равновесии жидкостей» Ж.Лагранж

Актуализация знаний
1. Формула давления твёрдого тела. 2. Обозначение плотности вещества. 3. Формула давления жидкости на дно сосуда. 4. Давление на одном уровне больше в керосине или в воде, если плотность воды больше плотности керосина? 5. Вес тела действует на ………. 6. В сосуд с водой опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда? 7. Изменяется ли давление в жидкости при погружении? 8.Одинаковы ли силы давления, которые действу- ют снизу и сверху на тело, погруженное в жидкость? А на боковые грани? Чем это можно объяснить? 9. Куда направлена равнодействующая сил, действующих на верхнюю и нижнюю грани?

Проверь себя
1. Формула давления твёрдого тела. (Р=F/S) 2.Обозначение плотности вещества. (ρ) 3.Формула давления жидкости на дно сосуда. (Р=ρ·g·h) 4.Давление на одном уровне больше в керосине или в воде, если плотность воды больше плотности керосина? (больше в воде) 5.Вес тела действует на (опору или подвес) 6. В сосуд с водой опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда? (не изменилось) 7. Изменяется ли давление в жидкости при погружении? (изменяется) 8.Одинаковы ли силы давления, которые действуют снизу и сверху на тело, погруженное в жидкость? (нет) А на боковые грани? (да) Чем это можно объяснить? 9. Куда направлена равнодействующая сил, действующих на верхнюю и нижнюю грани?

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело
Жидкость давит на дно и стенки сосуда, а если внутрь ее поместить твердое тело, то оно также будет подвергаться давлению. Силы, действующие на боковую поверхность цилиндра, попарно равны и уравновешивают друг друга. Силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани цилиндра, неодинаковы.
На верхнюю грань цилиндра сверху с силой F 1 давит столб жидкости высотой h 1. На нижнюю грань цилиндра сверху с силой F 2 давит столб жидкости высотой h 2 . Т. к. h 2 > h 1 , следовательно, F 2 >F 1 .Поэтому тело выталкивается из жидкости с силой F выт. = F 2 - F 1

Вычисление величины выталкивающей силы
Fвыт = mжg = Pж Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.
Обнаружение силы, выталкивающей тело из жидкости
На тело, находящееся в жидкости, действует сила выталкивающая это тело из жидкости.

Обнаружение силы, выталкивающей тело из газа
На тело, находящееся в газе, действует сила выталкивающая это тело из газа.

Направление выталкивающей силы
Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу.

Архимедова сила
Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой в честь древнегреческого учёного Архимеда, который впервые рассчитал её значение. F А – сила Архимеда

Архимедова сила
Опыт с ведерком Архимеда

1. Что сделала пружина, когда мы к ней подвесили ведёрко Архимеда? 2. Что произошло с пружиной, когда мы опустили ведёрко в сосуд с водой? 3. Что произошло с пружиной, когда мы вылили воду в ведёрко? Итак, выталкивающая сила сжала пружину на несколько делений, а вес вытесненной воды растянул пружину на те же деления. Что можно сказать об этих силах? Таким образом, мы ещё раз убедились в том, что выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесненной телом. ВЫВОД: сила Архимеда зависит от объёма тела и от плотности жидкости

Закон Архимеда
FА=ρж⋅Vт⋅g FА - архимедова сила; Ρж - плотность жидкости; Vт – объем тела На всякое тело, погружённое в покоящуюся жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная произведению плотности жидкости (или газа), ускорения свободного падения и объёма той части тела, которая погружена в жидкость (или газ).

Закон Архимеда
На тело, погруженное в жидкость действует сила равная весу жидкости взятому в объёме данного тела.

"Без сомнения, все наши знания начинаются с опыта." (И. Кант)
«Открытие» нового знания
Задача: исследование действия жидкости или газа на погруженное в них тело.
Фронтальный эксперимент: Определите вес данного тела в воздухе. Определите вес этого тела в воде. Сравните результаты и сделайте вывод Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе. Почему вес тела в воде меньше веса в воздухе?

Какой вывод можно сделать из этих наблюдений?
1. На любые тела, погруженные в воду, действует выталкивающая сила. 2.Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх. Значит, на все тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила, и на те, которые плавают, и на те, которые тонут. Выясним, почему возникает выталкивающая сила.

Выводы
Архимедова сила
Не зависит от:.Зависит от:
1) плотности тела.1) плотности жидкости
2) положения тела.2) объема тела, погруженного в жидкость
3) формы тела
4) от глубины погружения

Самостоятельная работа
В воду опущен медный кубик массой 100 г и тонкая медная пластина массой 10 г. Одинакова ли выталкивающая сила в обоих случаях? Кусок мрамора весит столько, сколько весит медная тара. Что из них легче удержать в воде? К чашкам весов подвешены две гири равного веса: фарфоровая и железная. Нарушится ли равновесие весов, если гири опустить в сосуд с водой? Какое заключение можно сделать о величине архимедовой силы, проводя соответствующие опыты на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле? Действует ли на искусственном спутнике Земли закон Паскаля и архимедова сила? Из какого материала надо сделать гири, чтобы при точном взвешивании можно было не вводить поправки на потерю веса в воздухе?
I

Повторение
Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал «чудовищной» силой. Стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1 тонну. Правда только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть эти рассказы правдой?
2.Существует «Мертвое озеро» в Палестине. Утонуть в нем нельзя. Может ли быть такое?
3. Тонна дерева тяжелее тонны железа на 2,5 кг. Может ли быть такое?

Легенда об Архимеде
Уже при жизни Архимеда вокруг его имени создавались легенды, поводом для которых служили его поразительные изобретения, производившие ошеломляющее действие на современников. Существует легенда о том, как Архимед пришёл к открытию, что выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме тела.

Взвесить корону было легко, но как найти её объём, ведь корона была очень сложной формы. Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, находясь в бане, он погрузился в наполненную водой ванну, и его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбуждённый своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашёл! Нашёл!»

Легенда об Архимеде. Жил в Сиракузах мудрец Архимед, Был другом царя Гиерона. Какой для царя самый Важный предмет? Вы все догадались – корона!
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. Через месяц Гиерону Ювелир принес корону. Взял корону Гиерон, Оглядел со всех сторон. Чистым золотом сверкает... Но ведь всякое бывает, И добавить серебро Можно к золоту хитро, А того и хуже - медь (Если совесть не иметь)...
И царю узнать охота: Честно ль сделана работа? Не желал терпеть урон Гиерон. И позвал он Архимеда... Началась у них беседа. Гиерон. Вот корона, Архимед.     Золотая или нет? Архимед. Чистым золотом сверкает... Гиерон. Но, ты знаешь, все бывает! И добавить серебро Можно к золоту хитро. А того и хуже - медь, Если совесть не иметь. Сомневаться стал я что-то. Честно ль сделана работа? Можно ль это, ты скажи, определить? 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,

Гиерон. Все понятно! Архимед. Нет, постой! Мы теперь корону нашу  Опускаем в эту чашу.   Гиерон! Смотри сюда –   В чаше поднялась вода!  Ставлю черточку по краю. Гиерон. А корону? Архимед. Вынимаю.           В воду золото опустим. Гиерон. В воду – золото? Допустим... Архимед. Поднялась опять вода,           Метку ставлю я. Гиерон. Куда? Архимед. Ну, конечно же, по краю. Гиерон. Ничего не понимаю...          Лишь две черточки я вижу.          Эта – выше, эта – ниже.          Но какой же вывод главный? Архимед. Равный вес.          Объем не равный!          Понимаешь, Гиерон,          Я сейчас открыл закон.          Тот закон совсем простой.          Тело вытеснит... Гиерон. Постой!          Говоришь, объем не равный? Мастер мой- мошенник явный         За фальшивую корону         Он ответит по закону!         А ты за разгадку         Получишь дары!
Погрузился он по пояс. На пол вылилась вода – Догадался он тогда, Как найти ОБЪЕМ короны, И помчался к Гиерону, Не обут и не одет... А народ кричал вослед: – Что случилось, Архимед? - Может быть, землетрясенье Или в городе пожар? Всполошился весь базар! Закрывали лавки даже. Шум и крики, и смятенье! Он промчался мимо стражи. – Эврика! Нашел решенье! – Во дворец примчался он. – Я придумал, Гиерон! (Во дворце.) Архимед. Эврика! Раскрыл секрет! Гиерон. Ты оденься, Архимед!          Вот сандалии, хитон.          А расскажешь все потом! Архимед. Пусть весы сюда несут          И с водой большой сосуд...          Все доставить Гиерону!..    Слуги все приносят.) На весы кладем корону, И теперь такой же ровно Ищем слиток золотой... (Находят кусок золота, по весу равный короне.)

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая ……………. сила, …равная
"Э-В-Р-И-К-А!"
FАрхимеда= Рж gV
…весу жидкости или газа, . вытесненного этим……. Телом!!!!!

Итог урока
Домашнее задание: § 50, 51 прочитать, ответить на вопросы упр. 32 зад. № 1, 2 (устно)