Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила.

Действие жидкости и газа

на погруженное в них тело.

Архимедова сила.

Вспомним

1. По какой формуле определяется давления твёрдого тела.

2. Как записывается формула давления жидкости на дно сосуда.

3. Как изменяется давление в жидкости с глубиной?

4. Одинаково ли давление воды и нефти на дно сосуда? (Плотность воды больше плотности нефти).

5. Что такое вес тела и куда он приложен (действует)?

Проверим себя

1. Давления твёрдого тела определяется по формуле (р =F/S )

2. Давления жидкости на дно сосуда определяется по формуле (р=ρ· g · h )

3. Давление в жидкости с глубиной (увеличивается)

4. Давление воды на дно сосуда (больше, т.к. плотность воды больше плотности нефти)

5. Вес тела - это сила, с которой тело действует на (на опору или подвес)

Почему? Погрузим мяч под воду и выпустим из рук, и он всплывет. Почему? В какой воде легче плавать – в морской или в речной? Как думаете? Почему шар, заполненный гелием или теплым воздухом, взлетает в воздухе? На эти вопросы найдем ответы на сегодняшнем уроке.

«Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением».

  М. В. Ломоносов

Действие жидкости и газа

на погруженное в них тело. Архимедова сила.

Рассмотрим действие жидкости на тело в форме прямоугольного параллелепипеда, помещенного в воду. Жидкость давит на дно и стенки сосуда, а если внутрь ее поместить твердое тело, то оно также будет подвергаться давлению.

h 1 , следовательно, F 2 F 1 . . Поэтому тело выталкивается из жидкости с силой F выт. F выт. = F 2 - F 1 " width="640"

• Силы, действующие на боковую поверхность цилиндра, попарно равны и уравновешивают друг друга.
• Силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани цилиндра, неодинаковы.

На верхнюю грань цилиндра сверху с силой F 1 давит столб жидкости высотой h 1 .

На нижнюю грань цилиндра сверху с силой F 2 давит столб жидкости высотой h 2 .

h 2 h 1 , следовательно, F 2 F 1 . .

Поэтому тело выталкивается из жидкости с силой F выт.

F выт. = F 2 - F 1

Вычислим величину выталкивающей силы

F выт = m ж g = P ж

Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.

Опыт по обнаружению силы, выталкивающей тело из жидкости

На тело, находящееся в жидкости, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости.

Опыт по обнаружению силы, выталкивающей тело из газа

На тело, находящееся в газе, действует сила, выталкивающая это тело из газа.

Выталкивающая сила действует на любое тело, полностью или частично погруженное в жидкость или газ.

Направление выталкивающей силы

Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена вертикально вверх противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу,

Выталкивающая сила – это архимедова сила

Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой в честь древнегреческого учёного Архимеда, который впервые рассчитал её значение.

F А – сила Архимеда

А Р Х И М Е Д (287 - 212 гг. до нашей эры )

Опыт с ведерком Архимеда

Закон Архимеда

На всякое тело, погружённое в жидкость (или газ), действует со стороны жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объеме, вытесненное телом или его частью.

Формула для определения архимедовой силы

F А = P ж = m ж g

m ж = ρ ж ⋅ V т

F А = ρ ж ⋅ V т ⋅ g

F А - архимедова сила;

ρ ж - плотность жидкости;

V т – объем тела или части тела, погруженного в жидкость

Если тело погружено в жидкость (или газ), то оно теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ).

Р 1 =Р- F А

Р 1 = gm- gm ж

Архимедова сила зависит от плотности жидкости , в которую погружено тело, и от объёма тела, погруженного в жидкость

Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела в жидкость, плотности, массы и формы тела тела .

Закон Архимеда справедлив и для газа.

Рыбы регулируют глубину погружения, меняя среднюю плотность своего тела. Для этого им необходимо лишь изменить объем плавательного пузыря, сокращая или расслабляя мышцы.

Плотность организмов, живущих в воде почти не отличается от плотности воды, поэтому прочные скелеты им не нужны!

ПОДУМАЕМ…

Нарушится ли равновесие весов, если один груз опустить в жидкость?

ПОДУМАЕМ…

На какой из опущенных в воду шаров

действует наибольшая выталкивающая сила?

ПОДУМАЕМ…

Одинакового объема тела – стеклянное и стальное – опущены в воду. Одинаковы ли

выталкивающие силы, действующие на них?

ПОДУМАЕМ…

Нарушится ли равновесие весов, если опустить тела в жидкости?

ПОДУМАЕМ…

Нарушится ли равновесие весов при опускании тел в жидкость?

Выводы

На все тела, погруженные в жидкость (или газ), действует со стороны жидкости (или газа) выталкивающая (архимедова) сила. Величина выталкивающей (архимедовой) силы численно равна весу вытесненной жидкости (или газа). Выталкивающая сила направлена противоположно силе тяжести, поэтому все тела в жидкости (или в газе) весят меньше на значение архимедовой силы.

Домашнее задание

• §50, 51; подготовить
• Упражнение №26 (1,2 – устно)
• Подготовить сообщение об Архимеде