Урок 52 Плавание тел

Ни на одной планете нет такого
количества воды, как на Земле.
Она и вокруг нас
-3/4 поверхности Земли занимает
вода,
- и внутри нас - мы на 60%
состоим из воды.
Это самое удивительное
вещество на Земле.
Круиз по Волге.
Комфортабельный трехпалубный теплоход, построен в
Германии. Переоборудован в 2004 г. в соответствии с
современными требованиями по безопасности плавания.
Длина судна – 95,8 м, ширина – 14,3 м, осадка – 2,5 м.
Теплоход принимает на свой борт – 130 пассажиров.
Сегодня мы отправляемся в
путешествие по воде.
Древнегреческий
математик и физик,
живший в 287 г, до
нашей эры. Он открыл
закон гидростатики .
Назовите его имя
Архимед
Это удивительный человек, имя которого
люди помнят уже более 2000 лет.
Он был талантливым математиком,
механиком и инженером.
Каждому школьнику знакомо чиcло π,
правило равновесия рычага,
«золотое» правило механики,
закон плавания тел и т.д.
Имя Архимеда живёт в легендах.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Формула давления твёрдого тела.
Обозначение плотности вещества.
Формула давления жидкости на дно сосуда.
Давление на одном уровне больше в керосине
или в воде, если плотность воды больше
плотности керосина?
В сосуд с водой опустили деревянный брусок.
Изменилось ли давление воды на дно сосуда?
Изменяется ли давление в жидкости при
погружении?
Одинаковы ли силы давления, которые действуют снизу и сверху на тело, погруженное в
жидкость?
А
на
боковые
грани? Чем
это
можно
объяснить?
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?
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.
Из-за
разности
давлений в жидкости
на разных глубинах
возникает
выталкивающая сила
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
Болгарский фрегат "Смели" и Большие
десантные корабли Черноморского флота
"Цезарь Куников»
Плавание тел
Тело тонет
(опускается на
дно), если сила
тяжести больше
силы Архимеда
Fтяж > FА
Тело плавает
(может
находится в
любом месте
жидкости), если
сила тяжести
равна силе
Архимеда
Fтяж = FА
Тело всплывает
(поднимается из
жидкости), если
сила тяжести
меньше силы
Архимеда
Fтяж < FА
Рассмотрим случай, когда тело всплывает
(поднимается из жидкости), сила тяжести
меньше силы Архимеда
Fтяж < FА
При всплытии тела до поверхности
Fтяж < FА
При дальнейшем всплытии тела вверх
архимедова сила уменьшается, так как
уменьшается объем части тела, погруженной в
жидкость. Тело будет всплывать до тех пор,
пока архимедова сила станет равна силе
тяжести. После этого тело будет плавать.
Fтяж = FА
Архимедова сила стала равна весу
жидкости в объеме погруженной в нее
части тела.
Если взвесить вытесненную воду, то можно
увидеть, что ее вес (архимедова сила)
равен силе тяжести, действующей на
плавающее тело, или весу этого тела в
воздухе.
В сосудах плавают одинаковые тела. В
каком из сосудов находится вода,
морская вода, спирт?
Чем больше плотность жидкости, тем
меньшая часть тела погружена в
жидкость.
Спирт
Вода
Морская
вода
Из чего сделаны корабли?
Но ведь железо тонет в воде. Кстати, почему?
Возьмем вместо железа пластилин и проделаем такой
опыт.
Опустите пластилиновый шарик в воду. Как он себя
поведет?
А теперь спустите на воду лодочку, сделанную из точно
такого же кусочка пластилина. Она плавает!
Почему же лодочка плавает? Масса тела осталась
прежней, значит сила тяжести тоже осталась прежней. Что
же изменилось?
(изменилась сила Архимеда!)
Почему?
(увеличился объем тела!)
Рассуждаем дальше. Если масса не изменилась, объем
увеличился; как изменилась плотность?
(она уменьшилась)
Почему? За счет чего это произошло? (за счет воздушного
пространства, которое стало частью нашего тела.)
Корпус судов, крепления, делают из металла.
Так же на строительство судна идет
множество других материалов, плотности
которых могут быть как больше, так и меньше
плотности воды. Но на любом судне
обязательно есть пространство, заполненное
воздухом.
Поэтому средняя плотность всего
оказывается меньше плотности воды.
судна
Если бы корабли не имели внутри себя
заполненных воздухом отсеков и целиком
состояли бы из металла, они, конечно, не
смогли бы удерживаться на воде.
Корабли содержат много пустых
помещений. Это и приводит к тому, что их
средняя плотность оказывается меньше
плотности воды.
• Итак, почему же судно плавает по
воде?
Делаем отметку в своих маршрутных
листах:
• суда не тонут потому, что средняя
плотность судна меньше плотности
воды.
• Вернемся к нашему кораблику.
• Как он располагается на воде? (часть
его погружена в воду)
Глубина погружения судна в
воду называется осадкой.
Линия, до которой погружаются суда,
называется в а т е р л и н и е й.
Вес вытесняемой судном воды при
погружении до ватерлинии называют его
в о д о и з м е щ е н и е м.
На всех морских судах наносится
знак, показывающий уровень
предельных ватерлиний:
FW – в пресной воде;
IS – Индийском океане летом;
S – солёной воде летом;
W – солёной воде зимой;
WNA – Северной Атлантике
зимой.
1. Как изменяется осадка судна при его
погрузке? (она увеличивается)
Делаем отметку в своих маршрутных листах:
1. Осадка судна - это глубина погружения
судна в воду.
2. Можно ли судно нагружать сколь угодно
много?
3. На каждом судне есть ватерлиния, которая
показывает максимально возможную осадку
4. Делаем отметку в своих маршрутных
листах:
ватерлиния
показывает
максимально возможную осадку.
5. Что происходит с водой при погружении
судна в воду?
Что вы знаете о весе жидкости, вытесненной
телом?
(вес жидкости, вытесненной телом равен весу
тела в воздухе)
Вес воды, вытесненной судном, равен весу
судна с грузом в воздухе. Эту величину
называют водоизмещением.
Сейчас
строят
суда
водоизмещением
5000000 кН, то есть судно с грузом весит в
воздухе 5000000 кН. Вытесненная им вода
весит 5000000 кН!
На подводной лодке открывают кингстоны балластной
цистерны, чтобы заполнить их морской водой. Вода поступает в
цистерну, воздух сбрасывается наружу, лодка погружается.
Чтобы всплыть, вода из цистерн выдавливается сжатым
воздухом под высоким давлением. Вес лодки уменьшается и она
всплывает на поверхность.
Выпустите
масло
и
пронаблюдайте,
образование
масляного
пятна
на
поверхности воды
Кого мы можем встретить, путешествуя по
реке, что увидеть?
-различные водоросли,
-водоплавающих птиц,
-рыб
---рыба регулирует глубину своего погружения
благодаря плавательному пузырю, который
обладает большой сжимаемостью
---водоплавающие птицы мало погружаются в
воду
благодаря
воздушному
пузырю,
окружающему тело птицы.
---водные растения сохраняют вертикальное
положение
потому,
что
на
концах
их
разветвлений заключены крупные пузыри
воздуха, играющие роль поплавков.
Внимание! Получена радиограмма.
Авария на нефтеналивном судне. За
бортом уже 1000 тонн нефти. Растекаясь
по поверхности, она образует пленку
толщиной 0,5 мм.
Каковы же экологические последствия
этой катастрофы?
Каковы же экологические последствия этой
катастрофы?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
гибель морских животных;
нефть смачивает оперение водоплавающих
птиц и они погибают из-за нарушения
теплоизоляции;
кислород не поступает внутрь;
углекислый газ и метан не выходят наружу;
уменьшается освещенность водоема;
затрудняется процесс фотосинтеза;
улучшается газообмен;
увеличивается число морских животных;
усиливается процесс фотосинтеза.
Две несмешивающиеся жидкости, нефть и воду, наливают в сосуд.
Как расположатся эти жидкости в сосуде?
нефть
Вода
Две несмешивающиеся жидкости, нефть и вода, расположатся в сосуде в
соответствии со своими плотностями.
Как же очистить загрязненную воду?
Демонстрируется опыт, показывающий
физический принцип очистки воды от
нефти.
Будем считать, что мы справились с этой
проблемой, очистили воду.
Очень важно, чтобы вода была чистой,
потому что только чистая вода может быть
соком жизни на Земле.
"Воде была дана волшебная сила - стать
соком жизни на Земле".
слова Леонардо да Винчи
В воде плавают три тела шарообразной формы равного объема.
Плотность какого тела больше?
A
B
C
Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости,
тем меньшая часть тела погружена в жидкость.
В воде плавают три тела шарообразной формы равного объема.
Плотность какого тела больше?
Парафин
A
Медь
Сосна
B
C
Масло машинное
§§ 50,51. Ответить на вопросы (устно),
выучить определения.
Упр.25(3,4) стр. 123, упр. 26 (2,3)
стр.125 учебника письменно.
§ 52 прочитать. Ответить на вопросы устно.
Для
желающих:
подготовить
презентацию
«Воздухоплавание».