Слайд 2
Исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий
математик и физик Архимед, живший в 287 г, до
нашей эры.
Слайд 3
Причина возникновения FА
На погруженное в жидкость тело
со всех сторон действуют силы давления воды. В каждой
точке тела они направлены перпендикулярно его поверхности. Но гидростатическое давление возрастает с увеличением глубины. Поэтому силы давления, приложенные к нижним участкам тела, оказываются больше сил давления, действующих на тело сверху. Преобладающие силы давления действуют в направлении снизу вверх. А равнодействующая этих сил направлена вверх и называется
выталкивающей (архимедовой) силой.
Слайд 4
Как с помощью опыта узнать выталкивающую силу ?
РВ
ЖИДК = Р0 – FА
FА= Р0 –Р В
ЖИДК
Р0- вес тела в воздухе
Слайд 5
Закон Архимеда
Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость
тело, равна весу жидкости, вытесненной этим телом.
Слайд 6
Опыт №1
Проверка зависимости
F выт от Vт
«Один опыт
я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением».
М. В. Ломоносов
Два тела равной массы, но разного объёма.
Вывод:
чем больше объем тела (или его погруженной части),
тем больше архимедова сила.
Слайд 7
Вывод:
Выталкивающая сила
зависит: от Vт, от
плотности жидкости, но
не зависит от рода вещества,
из которого сделано тело,
глубины погружения,
от формы предмета при
равном объёме.
Слайд 8
Закон Архимеда
На всякое тело, погруженное
в покоящуюся жидкость ( или газ), действует со стороны
этой жидкости выталкивающая сила, равная произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и объёма той части тела, которая погружена в жидкость (или газ).
FА = ρжVт g
Слайд 9
Полный закон Архимеда.
Мы живём в мире, где век
географических открытий в мире может смениться веком открытий в
самом себе. Для новых открытий в окружающем нас мире не нужно готовить экспедиции в неизведанные страны. Самая неизведанная страна это сам человек. 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.
Физика это одна из основных наук, изучающих природу. По своему определению это точная наука. Но законы, даже физические, пишут люди, и иногда им оказывается проще не описывать физический смысл законов, а старательно уходить от этого. Естественно, при изучении законов, составленных таким образом, возможно только механическое запоминание теоретического материала вместе с ошибками. Иногда процесс клонирования ошибок и недомолвок длится тысячи лет. Подключение логики для усвоения таких знаний совершенно бесполезно. Может быть, поэтому некоторым ученикам, вполне успешным в изучении других предметов, с таким трудом даётся физика?
Для примера рассмотрим закон Архимеда. Это первый закон физики, и уж он – то за 23 века своего существования должен быть изучен до идеального состояния, однако этого не произошло. Этот закон описывает действие жидкостей и газов на погруженное в них тело, и является основным законом аэрогидростатики. Но он не только не доведён до идеального состояния, но даже ещё не сформулирован. В этом законе отсутствует как формулировка, так и основное уравнение, без чего физических законов не бывает.
Всем известная формулировка: «на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной жидкости» является формулировкой правила Архимеда для определения выталкивающей силы. По описанию закона Архимеда в учебниках физики можно произвести расчёт Архимедовой силы, понятна причина её возникновения, но что потом с этой силой делать?
Если мы попытаемся вычислить конечный результат и узнать, что произойдёт с телом, погруженным в жидкость (решить физическую задачу), то увидим, что существующее описание закона Архимеда мало что даёт. Для того чтобы узнать, что произойдёт с телом, нужно ещё знать объём тела и его вес.
Алгоритм решения задач по закону Архимеда не изложен описании самого закона, поэтому его предлагается усвоить решением большого количества примеров, где показывается буквально на пальцах, что делать с архимедовой силой в одном случае, а что в другом. Этот подход значительно усложняет как преподавание этого закона, так и его усвоение. Не проще ли один раз вывести общее уравнение закона Архимеда, и решать все примеры одним способом, по одной формуле?
Слайд 10
ЭКСПЕРИМЕНТИРУЕМ
Подвесим к пружине небольшое ведерко и
тело цилиндрической формы. Отметим положение стрелки-указателя на штативе.
Слайд 11
ЭКСПЕРИМЕНТИРУЕМ
Поместим тело в сосуд.
Почему сократилась пружина при погружении цилиндра в
воду?
А каков объем воды, вылившейся из сосуда?
Слайд 12
ЭКСПЕРИМЕНТИРУЕМ
Что нужно сделать,
чтобы пружина заняла первоначальное положение?
А как можно увеличить вес ведерка?
Слайд 13
ВЫВОД
Сила, выталкивающая целиком погруженное
в газ или жидкость тело, равна весу газа или
жидкости в объеме этого тела.
FA = Рж
Слайд 15
ПОДУМАЙ !
Одинаковые ли выталкивающие силы будут
действовать на данное тело в жидкости при погружении его
на разную глубину?
Слайд 16
ПОДУМАЙ !
Изменится ли выталкивающая сила, если
брусок, находящийся в жидкости, перевести из положения а в
положение б?
Слайд 17
ПОДУМАЙ !
Подвешенные к коромыслу весов одинаковые
шары погрузили в жидкость сначала так, как показано на
рисунке а, а затем так, как показано на рисунке б.
В каком случае равновесие весов нарушится? Почему?
Слайд 18
ПОДУМАЙ !
На дне аквариума находится камень,
полностью погруженный в воду. Изменится ли действующая на камень
выталкивающая сила при доливании воды в аквариум?
Слайд 19
ПОДУМАЙ !
Кусок стального рельса находится на
дне реки. Его приподняли и поставили вертикально. Изменилась ли
при этом действующая на него выталкивающая сила? Изменится ли она, если при подъеме часть рельса окажется над водой?
Слайд 20
Опыт №1
Проверка зависимости
F выт от Vт
«Один опыт
я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением».
М. В. Ломоносов
Два тела равной массы, но разного объёма.
Вывод:
чем больше объем тела(или его погруженной
части), тем больше архимедова сила.
Слайд 21
Опыт № 2
Проверка зависимости Fвыт
от глубины
погружения.
Два тела одинакового
объёма и погружают на
разную глубину.
Вывод:
Архимедова
сила не зависит от глубины погружения.
Слайд 22
Опыт № 3
Проверка зависимости
Fвыт
от формы тела.
Два тела одинакового объёма, но
разной формы
погружают
одновременно.
Вывод:
Архимедова сила не зависит от формы тела и для тел одинакового объема имеет одно и то же значение.
Слайд 23
Закон Архимеда
На всякое тело, погруженное
в покоящуюся жидкость ( или газ), действует со стороны
этой жидкости выталкивающая сила, равная произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и объёма той части тела, которая погружена в жидкость (или газ).
FА = ρжVт g