Игра Закон Архимеда МОУ Тверская гимназия 8

Однажды в Сиракузах… Однажды в Сиракузах(город на Сицилийском полуострове), веке эдак в третьем до нашей эры, жил царь Гиерон. И сделал ему однажды ювелир корону. Дал царь на нее определенное количество золота, но думал, что мастер обманул его, подмешав в корону дешевые металлы. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь.

Вопрос: Кто такой Архимед?

Ответ: Архимед (ок до н. э.) – великий древнегреческий ученый. Занимался математикой, механикой, физикой и астрономией. Заложил фундамент гидростатики. Изобрел огромное число полезных машин.

Архимед думал… Долго Архимед думал над решением задачи, но никак не мог его найти. Ведь весила корона ровно столько, сколько отпустил царь на нее золота. И однажды, будучи очень усталым, решил он принять ванну. Воды в ней было очень много, и, когда ученый залез в ванну, то часть воды вылилась. Тут же Архимеда осенило. Он закричал:

Вопрос: Что закричал Архимед?

Ответ: Эврика (греч. heureka – я нашел), согласно преданию, восклицание Архимеда при открытии им основного закона гидростатики. В переносном смысле – выражение радости, удовлетворения при решении какой-либо сложной задачи, возникновении новой идеи.

Все тайное становится явным… Понял Архимед, что вода вылилась из-за него. И сразу ученый решил задачу. Он взвесил корону в воздухе, а потом в воде. По разнице он рассчитал выталкивающую силу, равную весу воды в объеме короны. Определив объем короны, он вычислил ее плотность и узнал, что в короне есть дешевые металлы. Архимед был награжден, а ювелир казнен.

Архимед – отец гидростатики… Историки рассказывают, что задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Результатом был трактат «О плавающих телах», где и был сформулирован основной закон гидростатики:

Закон Архимеда в его время… Тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущены в нее, погружаются все глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своем весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объеме тел.

Вопрос: Как сейчас формулируется закон Архимеда?

Ответ: На всякое тело, погруженное в покоящуюся жидкость(или газ), действует со стороны этой жидкости или газа) выталкивающая сила, равная произведению плотности жидкости(или газа), ускорению свободного падения и объема той части тела, которая погружена в жидкость (или газ)

Вопрос: Какая формула соответствует закону Архимеда? Расшифруйте каждую букву в этой формуле (скажите, что она означает, и назовите единицу измерения)

Ответ: F A = ρ ж V т /g F A - сила Архимеда, [Н] ρ - плотность, [кг*м 3 ] V - скорость, [м/с] g – ускорение свободного падения, [Н*кг] Правильно???

Конечно нет!!! Надеемся, вы исправили ошибки: F A = ρ ж V т g F A - сила Архимеда, [Н] ρ - плотность, [кг/м 3 ] V – объем, [м 3 ] g – ускорение свободного падения, [Н/кг]

Немного о плавании… Плавая, мы не задумываемся, что доказываем тем самым закон Архимеда. Ведь он используется и для выведения условий плавания тел. В этом мире многое, если не все, подчинено законам физики, плавание – в том числе.

Вопрос: Сформулируйте условие плавания тел и следствия из него:

Ответ: ρ т V т =ρ ж V ж Следствия: 1)Для того, чтобы тело плавало, будучи полностью погруженным в жидкость, необходимо, чтобы плотность тела была равна плотности жидкости. (ρ т = ρ ж – тело плавает) 2)Для того, чтобы тело плавало, частично выступая над поверхностью жидкости, необходимо, чтобы плотность тела была меньше плотности жидкости (ρ т < ρ ж – тело всплывает) 3)При ρ т > ρ ж плавание тела невозможно – тело тонет

Немного фактов… Тело взрослого человека на 60% состоит из воды, а строение таково, что его плотность близка к плотности воды. Поэтому при полном расслаблении в воде, человек не может утонуть! В Мертвом море вообще нельзя утонуть! Оно на 27% состоит из соли! У рыб есть специальный орган – плавательный пузырь, меняя объем которого рыба способна изменить действующую на нее выталкивающую силу! У некоторых рыб (например у акул и тунцов) нет плавательного пузыря. Поэтому всю жизнь они должны двигаться, а иначе пойдут ко дну!

Немного о воздухоплавании… На все тела в воздухе тоже действует архимедова сила. И если эта сила окажется больше силы тяжести действующей на тело, то тело взлетит. На этом и основано воздухоплавание. Летательные аппараты, применяемые в воздухоплавании называют аэростатами. Управляемые аэростаты – дирижабли (они имеют двигатель и воздушные винты)

Вопрос: Что такое подъемная сила? Чем стоит наполнять шар? Почему?

Ответ: Подъемная сила – разность между архимедовой силой, действующей на шар и силой тяжести: F=F A -F T Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар, тем больше подъемная сила. Поэтому шары стоит наполнять водородом (его плотность в 14 раз меньше плотности воздуха) или гелием, так как водород вместе в воздухом образует взрывчатую смесь.

Немного фактов и рисунков… Первая попытка подъема в воздух была предпринята в 1731 г. Русским подьячим Крякутным в Казани. Первые воздухоплаватели – овца, петух и утка, которых братья Монгольфелье посадили в созданный ими воздушный шар. Свободный аэростат Дирижабль Привязной аэростат

Конец… Мы с вами совершили небольшой экскурс в историю создания закона Архимеда, сформулировали его, разобрались в нем, а также в двух сферах его применения – в плавании и воздухоплавании. Надеемся, что вам понравилось. Любите физику!