Тема урока: Действие жидкости и газа на погруженное в них тело 1 1. Какой закон объясняет работу гидравлических машин? Ответ: закон Паскаля. 2. Какой выигрыш в силе даёт машина изображенная на рисунке? F1 = 200 H, F2 = 2 000 H. 2 000 H 10 Ответ: 200 H 2 3. Показать, какими буквами обозначаются физические величины: сила плотность высота давление объем масса m F k ρ h S p V e q 3 4. Имеются три одинаковых сосуда: первый наполнен водой, второй – ртутью, третий – бензином. В каком из этих сосудов наибольшее давление на дно? вода ртуть бензин Ответ: в сосуде с ртутью, т. к. она (ртуть) имеет наибольшую плотность среди перечисленных жидкостей. 4 Задание с выбором ответа: 1. Прибор для измерения высоты подъема называется ... . 2. Атмосферное давление измеряется ... . 3. Горизонтальность поверхности определяется ... . 4. Давление выше или ниже атмосферного измеряется ... . 5. Скорость движения тела измеряется ... . Варианты ответов: А) спидометром Г) Б) барометром Д) В) манометром уровнем альтиметром 5 Тема урока: Действие жидкости и газа на погруженное в них тело 6 Демонстрация: действие жидкости на погруженное в него тело 7 Жидкость давит на дно и стенки сосуда, а если внутрь её поместить твердое тело, то оно также будет подвергаться давлению. p = ρg h Распределение давлений p1 Появление выталкивающей силы F2 F выт F1 F2 F1 p2F2 F1 F2 Fв ыт F2 F1 9 Вывод формулы для вычисления выталкивающей силы F1 h2 F2 S1 S2 p1= ρжgh1 p2= ρжgh2 (1) столба жидкости до h1 h1 – высота F =p S F =p S 1 1 основания 1 2 2 2 верхнего S1=S2=S (2) параллелепипеда, F1= ρжgh1S F2= ρжgh2S (3) h h2 – высота столба F2>F1 жидкости до нижнего основания Fвыт= F2 – F1 (4) параллелепипеда. Fвыт= ρж gh2S – ρж gh1S = ρж gS(h2 – h1) h2 – h1 = h – высота параллелепипеда, Fвыт = ρж gSh (5) = VТ , гдеверхней VТ – объем параллелепипеда SSh – площадь грани параллелепипеда, 1 ρж VТ = mж , где mж – масса жидкости в объеме параллелепипеда S2 – площадь нижней грани параллелепипеда. Fвыт = mжg = Pж 10 Подставим под правый шар пустой стакан. От этого вес шаров не изменится, равновесие сохранится. К коромыслу весовпоэтому подвешены два одинаковых шара. Их вес одинаков, поэтому коромысло находится в Нальем в стакан углекислого газа, плотность которого больше равновесии. плотности воздуха. Равновесие коромысла нарушится, показывая, что вес правого шара стал меньше. 11 Выводы: 1. Выталкивающая сила возникает как в жидкостях, так и в газах. 2. Выталкивающая сила появляется из-за того, что на нижнюю грань тела действует бóльшая сила давления, чем на верхнюю. 3. Тело выталкивается из жидкости или газа с силой Fвыт, равной разности сил давления на нижнюю грань тела F2 и верхнюю грань F1: Fвыт= F2 – F1 и направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу. 4. Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в неё тела: Fж = mжg = Pж. 12 А теперь попробуем ответить на вопрос Григория Остера из его книги «Физика»: Где больший вес имеют солидные караси, в родном озере или на чужой сковородке? Ответ. С точки зрения бесстрастной физики, на чужой сковородке. Хотя оно и родное озеро, но вес карася там уменьшается на величину выталкивающей силы. А на сковородке, карась, остается один на один с силой тяжести. 13 Решение задач Почему горящий керосин нельзя тушить водой? Ответ: Вода будет опускаться вниз и не закроет доступ воздуха (необходимого для горения) к керосину. 14 Решение задач Вес стальной детали в воздухе равен 3 Н, а в воде 2,7 Н. Чему равна выталкивающая сила? А) Б) В) Г) 5,7 Н; 0,3 Н; 3 Н; 2,7 Н. Ответ: Б 15 Решение задач Брусок А плотно прилегает к дну сосуда с водой Действует ли на него выталкивающая сила? Ответ: Нет. Для того чтобы появилась выталкивающая сила необходима прослойка воды между дном и нижней гранью бруска. Это вызовет появление сил давления снизу. 16 Решение задач Металлическая пластинка опущена в воду. Действующая на неё выталкивающая сила равна 5 Н. На сколько сила давления на нижнюю поверхность пластинки больше, чем на верхнюю. Ответ: В 5 Ньютон. 17 Решение задач Большинство водорослей обладает тонкими гибкими стеблями. Почему водоросли не нуждаются в прочных, твердых стеблях ? Ответ: Выталкивающая сила уменьшает вес стеблей водорослей. 18