KNOWLEDGE HYPERMARKET



2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


Действие жидкости и газа на погруженное в них тело

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 7 класс>>Действие жидкости и газа на погруженное в них тело


Если погрузить в воду мячик, наполненный воздухом, и отпустить, то мы увидим, как он тут же всплывет. То же самое произойдет и с щепкой, пробкой и многими другими телами. Какая сила заставляет их всплывать?

Когда тело погружают в воду, на него со всех сторон начинают действовать силы давления воды (рис. 130, а). В каждой точке тела эти силы направлены перпендикулярно его поверхности. Если бы все эти силы были одинаковы, то тело испытывало бы лишь всестороннее сжатие. Но на разных глубинах гидростатическое давление различно: оно 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. Это и заставляет тело всплывать.

Заменим все силы давления, приложенные к погруженному в воду телу, одной (результирующей или равнодействующей) силой, оказывающей на тело то же самое действие, что и все эти отдельные силы вместе. Поскольку эта сила направлена вверх, ее называют выталкивающей силой. Есть у нее и другое название -архимедова сила (по имена Архимеда, который впервые указал на ее существование и установил, от чего она зависит). На рисунке 130,6 эта сила обозначена как FA

Архимедова (выталкивающая) сила действует на тело не только в воде, но и внутри любой другой жидкости, так как во всех жидкостях существует гидростатическое давление, разное на разных глубинах. Более того, эта сила действует и в газах, благодаря чему летают воздушные шары и дирижабли.
Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. фото

Рисунок 130. Сила давления воды и архимедова сила.
Но если на любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, почему же тогда не все тела всплывают на ее поверхность? Почему тонет гвоздь?

Почему не всплывает упавший в воду камень? Почему погружается на дно получивший пробоину корабль?

Чтобы понять, почему в одних случаях тела тонут, а в других всплывают, следует учесть, что на любое тело, погруженное в жидкость, действует не только выталкивающая (архимедова) сила FA направленная вертикально вверх, но и сила притяжения к Земле (сила тяжести) Fт, направленная вертикально вниз. От того, какая из этих сил больше, и будет зависеть "судьба" погруженного в жидкость тела. Если это тело было оставлено внутри жидкости в состоянии покоя, то при наличии обеих сил оно начнет двигаться в ту сторону, в которую направлена большая из них. При этом возможны следующие случаи:

1)    если архимедова сила меньше силы тяжести (FA< Fт), то тело будет опускаться на дно, т.е. тонуть (рис. 131,а);
2)    если архимедова сила больше силы тяжести (FA>Fт), то тело будет подниматься вверх, т.е. всплывать (рис. 131,6);
3)    если архимедова сила равна силе тяжести (FA=Fт), то тело будет оставаться в покое.
Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. фото

Рисунок 131. Апрхимедова сила меньше силы тяжести и больше силы тяжести.
Благодаря выталкивающей силе вес любого тела, находящегося в воде (или в любой другой жидкости), оказывается меньше, чем в воздухе (а в воздухе меньше, чем в безвоздушном пространстве) . В этом легко убедиться на опыте. Для этого достаточно прикрепить груз к динамометру (или к пружине со стрелкой-указателем) и, запомнив положение стрелки-указателя, опустить груз (не отсоединяя его от динамометра) в сосуд с водой. Мы увидим, как стрелка-указатель прибора переместится вверх, показывая уменьшение веса (рис. 132).
Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. фото

Рисунок 132. Демонстрация выталкивающей силы.
Уменьшение веса происходит и при переносе тела из вакуума в воздух (или какой-либо другой газ).

Если вес тела в вакууме (например, в сосуде, из которого откачан воздух) равен PO, то его вес в воздухе будет равен:
            Рв возд = PO - F'A                          (46.1)
где F'A - архимедова сила, действующая на данное тело в воздухе. Для большинства обычных тел (не взлетающих вверх, подобно воздушному шару) эта сила ничтожно мала по сравнению с весом тела в вакууме, и потому ею можно пренебречь. В таких случаях мы будем считать, что
            Рв возд = PO = mg
Вес тела в жидкости уменьшается значительно сильнее, чем в воздухе. Если вес тела в воздухе Рв возд = PO, то вес тела в жидкости оказывается равным:
            Рв жидк = PO - FA                           (46.2)
где FA- архимедова сила, действующая на это тело в данной жидкости.

Из последней формулы следует, что
            FA = PO - Рв жидк

Поэтому для нахождения архимедовой силы, действующей на то или иное тело внутри какой-либо жидкости, следует взвесить это тело в воздухе и в жидкости, а затем найти разность полученных значений. Это и будет архимедова (выталкивающая) сила.

Вопросы.

1. Какие известные вам из жизни явления указывают на существование выталкивающей силы?

2. Что является причиной возникновения выталкивающей силы?

3. Какие две силы действуют на любое тело, находящееся внутри жидкости или газа?

4. В каком случае тело будет тонуть в жидкости, а в каком всплывать?

5. Почему, находясь под водой, человек иногда может легко поднять предмет, который с трудом удерживает в воздухе?

6. Каким образом можно измерить архимедову силу?

7. Будет ли действовать выталкивающая сила на тело, плотно прилегающее ко дну?




С.В. Громов, И.А. Родина, Физика 7 класс

Отослано читателями из интернет-сайтов

Электронные издания онлайн, сборник конспектов уроков по всем классам, рефераты с физики 7 класса, книги и учебники согласно каленадарного планирования физики 7 класса

Содержание урока
1236084776 kr.jpg конспект урока                       
1236084776 kr.jpg опорный каркас  
1236084776 kr.jpg презентация урока
1236084776 kr.jpg акселеративные методы 
1236084776 kr.jpg интерактивные технологии 

Практика
1236084776 kr.jpg задачи и упражнения 
1236084776 kr.jpg самопроверка
1236084776 kr.jpg практикумы, тренинги, кейсы, квесты
1236084776 kr.jpg домашние задания
1236084776 kr.jpg дискуссионные вопросы
1236084776 kr.jpg риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
1236084776 kr.jpg аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
1236084776 kr.jpg фотографии, картинки 
1236084776 kr.jpg графики, таблицы, схемы
1236084776 kr.jpg юмор, анекдоты, приколы, комиксы
1236084776 kr.jpg притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
1236084776 kr.jpg рефераты
1236084776 kr.jpg статьи 
1236084776 kr.jpg фишки для любознательных 
1236084776 kr.jpg шпаргалки 
1236084776 kr.jpg учебники основные и дополнительные
1236084776 kr.jpg словарь терминов                          
1236084776 kr.jpg прочие 

Совершенствование учебников и уроков
1236084776 kr.jpg исправление ошибок в учебнике
1236084776 kr.jpg обновление фрагмента в учебнике 
1236084776 kr.jpg элементы новаторства на уроке 
1236084776 kr.jpg замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
1236084776 kr.jpg идеальные уроки 
1236084776 kr.jpg календарный план на год  
1236084776 kr.jpg методические рекомендации  
1236084776 kr.jpg программы
1236084776 kr.jpg обсуждения


Интегрированные уроки


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.