Презентация - Тема урока. Плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание

Тема урока. «Плавания тел. Плавание судов. Воздухоплавание».

Проверка домашнего задания
Нарисуй в тетради таблицу внимательно прочитай задания на слайдах 3, 4 и ответы занеси в таблицу
№ задания.Ответ
.
.
.
.
.
.

Проверка домашнего задания
Ответить письменно на вопросы, записать формулы, продолжить предложение. 1.Выталкивающая сила, действующая на погружённое в жидкость тело, равна _____. 2.Выталкивающая сила рассчитывается по формуле: ______. 3.В какой сосуд надо опустить тело, чтобы жидкость выталкивала его с наибольшей силой?
Масло
№1
№2
Вода
№3
Ртуть

Проверка домашнего задания
4. Архимедову силу рассчитывают по формуле: ________. 5. В каких случаях нарушится равновесие весов при погружении уравновешенных в воздухе тел в сосуды с жидкостями? Вода Керосин 6. Найдите архимедову силу, которая будет действовать на мраморную плиту размером 1 м*0,5 м*0,1 и, погружённую в воду.
№3
№2
№1
Нефть
Бензин

Сегодня на уроке

Выясним, почему одни тела тонут в воде, а другие всплывают, а третьи (например, рыбы, подводные лодки) способны плавать внутри жидкости. Для этого обратимся к опыту: https://www.youtube.com/watch?v=QMDKickCzew

На тело, находящиеся внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и архимедова сила, направленная вертикально вверх.
Почему же, когда вода пресная, яйцо тонет, а когда соленая –всплывает?
Архимедова сила, как известно, зависит от плотности жидкости. Как раз плотность жидкости мы и изменяли, добавляя соль в воду. Плотность соленой воды больше плотности пресной воды, поэтому выталкивающая сила в соленой воде увеличивается, и яйцо всплывает.

Условия плавания тел:
Рассмотрим подробнее условия, при которых тела будут тонуть, плавать на поверхности или внутри жидкости.

Зависимость доли погруженной в жидкость части тела от плотности этого тела
Плавающие тела разных плотностей погружаются в жидкость на разную долю своего объема. Это объясняется тем, что при равновесии тела, плавающего на поверхности жидкости, вес вытесненного объема жидкости (в данном случае – объема погруженной части тела) должен быть равен весу тела.
Поэтому тело, плотность которого лишь значительно меньше плотности жидкости (например, льдина в воде), погружается при плавании глубоко. Если же плотность тела значительно меньше плотности жидкости, то тело погружается неглубоко.
Вывод: чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньше часть тела погружена в жидкость.

Задание
Предметы, изображенные на картинке бросили в сосуд с жидкостью. Используя таблицы плотностей, ответить на вопрос, где окажутся эти предметы?

Правильно!

Плавание животных
Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности к окружающей их воды. Это и делает их возможным их плавание под водой.
Различают активное и пассивное плавание. При пассивном плавании движение животного происходит за счет течений. При активном плавании животные двигаются либо с помощью гребных органов (плавники, ласты, руки), либо под средством волнообразных изгибаний тела (киты, пиявки, змеи), либо в результате периодических выталкиваний воды (медузы, осьминоги).

Плавание человека в мертвом море
Средняя плотность человека несколько больше, чем воды, поэтому в пресной воде не умеющий плавать человек тонет. Плотность соленой воды больше, чем пресной. На Земле есть такое море, в котором вообще невозможно утонуть. Это соленое озеро, называемое Мертвым морем.
Из-за большого содержания соли плотность воды здесь оказывается больше плотности человеческого тела, и поэтому человек в Мертвом море может спокойно лежать на поверхности и читать книгу.

Можно ли заставить плавать тело, изготовленное из материалов плотность которого больше плотности воды?
Большие корабли вытесняют такой большой объем воды, что выталкивающая сила воды, воздействующая на них, является вполне достаточной для того, чтобы удержать их на плаву.
Можно! Морские и речные суда, изготовленные из стали и железа, прекрасно плавают. Дело в том, что в них много пустот с воздухом, поэтому средняя плотность судна меньше плотности воды.

Плавание судов
Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, равный силе тяжести, действующей на судно с грузом, называется водоизмещением.
Наибольшая допустимая осадка отмечается на корпусе судна красной линией – это ватерлиния
Грузоподъемность- разность между водоизмещением судна и весом самого судна.
Глубину, на которую судно погружается в воду, называют осадкой.

Воздухоплавание (аэронавтика) – это полёты на аппаратах легче воздуха (аэростатах и дирижаблях)

Первый воздушный шар изобретение братьев Жозеф-Мишеля  и Жак-Этьенна Монгольфье .
Рисунок с описанием шара братьев Монгольфье 1783 года: «Вид и точные размеры Воздушного шара, который первый поднял людей в воздух». 1786
Первый полёт монгольфьера  5 июня 1783 года. (без груза)

Первый свободный полет воздушного шара, Розье и маркиз д’Арланд 21 ноября 1783г. Воздушный шар поднялся на высоту около 3000 футов (1 км). Пролетев около пяти миль (9 км) за 25 минут.
Жан-Франсуа́ Пила́тр де Розье́

Шарлье́р (фр. charlière) — аэростат, наполненный водородом, гелием  или другими газами легче воздуха. Назван по имени французского учёного и  изобретателя Жака Александра Сезара Шарля. Аэростат объёмом 25 м³ совершил свой первый полёт 27 августа 1783 года при стечении 300 тыс. зрителей на Марсовом поле в Париже. Первый полёт «шарльёра» с экипажем (Шарль, Жак Александр Сезар и М. Н. Робер) состоялся 1 декабря 1783 года в Париже.

Для того чтобы шар поднимался вверх, должно выполняться условие FA > FТ , для этого надо подогреть воздух в шаре или сбросить балласт (специальный груз, предназначенный для облегчения шара).
FА
Fтяж
FA
Для того чтобы шар опускался вниз, должно выполняться условие FA < FТ , для этого выпускают часть газа из оболочки или уменьшают температуру воздуха внутри шара.
FТ

Если сила Архимеда равна силе тяжести FA = FТ, то высота полёта шара не изменяется.
FА =ρвоздухаgV
FТ =( mгаза +mоболочки+mгруза)g
FA
FТ

Подъемная сила аэростата  равна разности силы тяжести воздуха и силы тяжести газа, заполняющего аэростат, в объеме аэростата.
Fп = ρ воздухаgV – ρгазаgV
Fп = mвоздухаg – mгазаg
Fп = (ρ воздуха – ρгаза)gV
Аэростат – воздушный шар (от греч. аэр - воздух, стато - стоящий)
Виды аэростатов: а) монгольфьер – наполнен теплым воздухом
б) шарльер – наполнен газом (метеозонд)

ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОСТАТОВ В качестве транспорта. В научных исследованиях атмосферы. Для испытания космических скафандров и спускаемых аппаратов. Метеорологических исследованиях. В системах фотосъемки и видеонаблюдения. Привязные аэростаты для средств связи. В военных целях. Спортивные соревнования. Реклама.

Дирижабль – управляемый аэростат, с двигателем и рулями управления (от фр. dirigeable — управляемый)
Дирижабль СССР-В6 "Осоавиахим" (1935)

Дирижабли давно и с большим успехом применяются в качестве носителей рекламы. При заполнении дирижаблей специальным газом (гелием) они поднимаются высоко в воздух. На бортах дирижабля с двух сторон возможно нанесение рекламного изображения, названия компании, логотипа, телефона и любой другой рекламной информации.

Стратоста́т (стратосферный аэростат)  — свободный аэростат, предназначенный для полётов в стратосферу, то есть на высоту более 11 км.
30 сентября 1933 стратостат СССР-1 совершил рекордный подъём на высоту 19 км с экипажем в составе: Бирнбаум Э. К., Годунов К. Д., Прокофьев Г. А.

Воздухоплавательный спорт
Чемпионат мира по воздухоплаванию

Чемпионат России по воздухоплаванию на тепловых аэростатах 2015 года  — прошел в Великих Луках.

Ответить на вопросы:
При каком условии тело, находящиеся в жидкости, тонет? Плавает? Всплывает? Как зависит глубина погружения в жидкость плавающего тела от его плотности? Как рассчитывать подъемную силу воздушного шара?

Закрепление материала
Какие вещества (лед, стеарин, воск, резина, кирпич) будут всплывать в воде, молоке, ртути? Пользуясь таблицей, определите, какие металлы тонут в ртути? 3. Какие вещества будут всплывать в керосине?

Закрепление материала
Было установлено, что при полном погружении куска меди в керосин вес его уменьшается на 160 Н. Каков объем этого куска меди? Радиозонд объемом 10 м³ наполнен водородом. Какого веса радиоаппаратуру он может поднять в воздухе, если оболочка его весит 6 Н?

Домашнее задание
Домашнее задание: § 52-54 учебник А.В. Перышкин. Упр. 27 (1-3), упр 28 (1)

Законы физики служат людям.
Архимед (287 – 212 г.г. до нашей эры)

На тело, погружённое в жидкость или газ действует выталкивающая сила.

Закон Архимеда.

Первым средством передвижения людей по воде были обломки деревьев, надутые мешки из шкур животных, примитивные плоты, а так же лодки, которые выдалбливались или выжигались из массивных стволов деревьев.

Клиперы – самые быстроходные парусные суда. Они перевозили из Азии и Австралии в Европу и Америку чай, шерсть и другие ценные грузы.

Первый пароход «Клермонт» был построен в США в 1807 году, Р. Фултоном.

Первый российский пароход « Елизавета», Кронштадт, 15 ноября 1815 год

Со второй половины 19 века железо стало уступать место стали. Корабли стали более прочными, надежными и долговечными.

Первая подводная лодка была построена в 1620 г в Англии, а в России 1724 г.
Шильдер

Современные подводные лодки.

В 1903 году в России был построен первый теплоход. В настоящее время теплоходы являются самым распространенным видом водного транспорта.

В России был создан первый атомный ледокол.

Большому кораблю - большое плавание.