Архимед сила (плаваемост) - III международен конкурс за R &

Актуалност: Ако се вгледате внимателно в света около тях, можете да откриете многото събития, които се провеждат около тях. От древни времена, човек е заобиколен от вода. Когато плуват в нея, а след това тялото ни тласка по повърхността на някои сили. Аз съм си задавам въпроса: "Защо плувка орган или потъне? Вода избутва неща? "

Моите изследвания има за цел да задълбочи познанията получени в класната стая на Archimedean сила. Отговори на въпросите ми с помощта на опита, наблюдението на заобикалящата ни действителност, да провеждат свои собствени експерименти и да обясни своите резултати, които ще подобрят познанията в областта. Всички науки са свързани. Обща цел на обучение в областта на науките - лице "плюс" на природата. Убеден съм, че изследователските дейности на Archimedean сила днес е важно.

Хипотеза: Аз съм се предположи, че у дома можете да изчислите растящото сила действа от всяко тяло, потопено в течност и се определи дали това зависи от течни свойства, обема и формата на тялото на.

Предмет на изследване: плаваемост в течности.

Цел: Изчислява се количеството на плавателност, действащ от всяко тяло, потопено в течност.

- опознаването на историята на откриването на Archimedean сила;

- опознаването на учебна литература за действията на Archimedean сила;

- развитие на уменията на самостоятелно експеримент;

- да докаже, че стойността на плаваемост зависи от плътността на течността.

1. Откриване на сила Архимед

Има една известна легенда за това как Архимед тичане надолу по улицата с викове "Еврика!" Той просто разказва историята на неговото откритие на факта, че подемната сила на водата е равна на теглото на модул на вода изместена от тях, размерът на която е равна на обема на всяко тяло, потопено в нея. Това откритие се нарича закона на Архимед.

В век пр.н.е. III живял Hieron - царят на древния гръцки град Сиракуза, а той искаше да се направи нова корона от чисто злато. Измери го строго, колкото е необходимо, и даде заповед на бижутера. Месец по-късно, капитанът се завръща в злато във формата на венец и го претегли, колкото и много злато. Но всичко може да се случи и на Учителя може да мамят чрез добавяне на сребро или по-лошо - мед, защото окото не може да каже разликата, а масата е, това, което трябва да бъде. И царят се учат на лов: честен работа нали? И тогава той попита ученият Архимед, проверете дали чисто злато направи него майстор на короната. Както е известно, телесното тегло е равна на произведението на плътността на материала, от който е направено тялото, от неговия обем. Ако различните органи на същото тегло, но те са направени от различни вещества, това означава, че те ще имат различна сума. Ако капитанът не се връща на цар ювелирни корона, размерът на които не може да се определи, защото на неговата сложност, и също под формата на парче метал, което му даде царят веднага, че ще бъде ясно, за да го смесват с друг метал или не. И вземането на вана, Архимед забелязах, че водата се излива от него. Той подозира, че тя налива до степен, че обем заета от тялото си, потопени във вода. И Архимед хрумна, че обемът на короната може да се определя от обема на водата, изместени от него. Е, ако може да се измери обемът на короната, тя може да се сравни с размера на жълтици, на равно тегло. Архимед корона потопен във вода и се измерва като увеличен обем вода. Той също потъна във водата парче злато, чието тегло е същата като тази на короната. После се измерва като се увеличи обема на водата. Обемът на изместената вода в двата случая са различни. По този начин, капитанът е бил осъждан за измама, а науката е обогатен с забележителна откритие.

Историята разказва, че проблемът на златната корона доведе Архимед за решаването на проблема на плувни органи. Експерименти, извършени от Архимед, са описани в книгата "На Плаващи обекти", които дойдоха при нас. е формулиран от Архимед Седмата оферта (теорема) от настоящия състав следва: орган по-тежък от течността падна в тази течност ще падне, докато не достигнат на самото дъно, а течността ще бъде по-лесно да стойност течност тегло на обем, равен на обема на потапя тялото.

Интересното е, че силата Архимед е нула, когато тялото е потопена в течност здраво около основата е натиснат към дъното.

Откриването на основния закон на хидростатиката - най-големият усилването на древната наука.

2. Състав и обясни принцип Архимед

Закон на Архимед описва ефекта на течности и газове се потапят в тялото, и е един от основните закони на хидростатиката и статиката на газове.

Архимед закон е формулиран по следния начин: на всяко тяло, потопено в течност (или газ), изтласкващата сила, равна на теглото на течността (или газ) в обема на потопената част на тялото - това сила се нарича Архимед сила.

където - плътността на течността (газ), - ускоряване на тежестта, - обем на потопяемата част на тялото (или част от обема на тялото, разположен под повърхността).

Следователно силата на подемната сила зависи само от плътността на течността, в която е потопен тялото, и обема на тялото. Но това не зависи, например, от плътността на веществото от тялото, потопен в течността, тъй като тази стойност не е включена в тази формула.

Трябва да се отбележи, че тялото трябва да бъде напълно заобиколени от течността (или се пресичат с повърхността на течността). Така например, принципа на Архимед "не може да се приложи към куба, който се намира на дъното на резервоара, плътно докосва дъното.

3. Определяне на силата на Архимед

Силата, с която тялото в течност, се изтласква от него, може да се определи експериментално използване на това устройство:

Една малка кофа с цилиндрична форма и тялото е спряно на пролетта фиксиран към статив. Удължаване на пролетта стрела марка на статив, показвайки телесно тегло във въздуха. Вдигане на тялото под нея заместител стъкло с тръба леене, изпълнен с течност до нивото на тръбата на леене. След това тялото е изцяло потопен в течност. В тази част от течността, обемът на което е обема на тялото, излива се във отлив стъклен съд. Индекс издига пролетта, пролетта се намалява, което показва намаляване на телесното тегло в течност. В този случай, тялото, заедно с гравитацията, също действа сила я извадите от течността. Ако кофата да се излива течност от стъкло (т.е. този, който заменя на тялото), пролетта индекс връщане в изходно положение на.

Въз основа на този експеримент може да се заключи, че силата, притискането на тялото е изцяло потопен в течност е равно на теглото на течност в обема на тялото. Зависимостта на налягането в течността (газ) от дълбочината на потапяне на тялото поражда сила плавателност (Archimedean сила) в качеството на всеки орган потопен в течност или газ. потапяне на тялото се движи надолу от гравитацията. Archimedean сила винаги е противоположна на силата на гравитацията, така че телесното тегло на течност или газ е винаги по-малък от теглото на тялото във вакуум.

Този експеримент потвърждава, че силата на подемната сила, равна на теглото на течност в обема на тялото.

4. Състоянието на плувни органи

В тялото, разположен вътре в течността, има две сили: на силата на гравитацията, насочен вертикално надолу, и Archimedean сила насочена вертикално нагоре. Помислете за това, което се случва с тялото под действието на тези сили, ако в началото тя е все още.

В този случай има три възможности:

1) В случай на силата на гравитацията по-голяма подемна сила сила, тялото се понижава, което е удавяне:

2) Ако модул е ​​гравитацията модул Archimedean сила, тялото може да бъде в равновесие в течността в дълбочина:

3) Ако плавателност сила по-голяма от силата на гравитацията, тялото ще бъде премахнато от течността - да се появяват:

Ако изскачащ тяло частично се простира над повърхността на течността, обемът на потопяемата част на плаващото тяло, така че теглото на изместената течност е равно на теглото на плуващото тяло.

Жилетка сила по-голяма от силата на гравитацията, когато плътността на флуида по-голяма от плътността на тяло, потопено в течност, ако

1) = - тяло плаващ в течност или газ, 2)> - потъване тяло, 3) <— тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Това са принципите на съотношение тежестта и сила Архимед прилагат sudohodostronii. Въпреки това, вода проведе огромни речни и морски плавателни съдове, изработени от стомана, чиято плътност е почти 8 пъти плътността на водата. Това се обяснява с факта, че стомана прави само на сравнително тънък корпус на кораба, а повечето от обема му е заета от въздуха. Средната стойност на плътността съд в този случай е много по-малко от плътността на водата; така че не само не потъват, но може да предприеме, за да транспортира големи количества товари. Съдовете, плаващи на реки, езера, морета и океани, са изработени от различни материали с различни плътности. Жилищни съдове обикновено са изработени от стоманена ламарина. Всички вътрешно закрепване придаващи съдове сила също са направени от метал. За изграждането на съдове се използват различни материали, като, в сравнение с вода като основен и по-ниска плътност. Теглото на вода измества от подводната част на съда, съдът е зареден с теглото на въздух или тежестта качеството на кораба с товара.

За аеронавтиката първия използва балони, които са били напълнени с горещ въздух, сега - с водород или хелий. За да се балон се издигна във въздуха, е необходимо сила подемна сила (плаваемост), в качеството на топката е по-голяма от силата на тежестта.

5. Провеждане на експеримента

За да се изследва поведението на сурови яйца в течности от всякакъв вид.

Цел: Да се ​​докаже, че стойността на плаваемост зависи от плътността на течността.

Взех едно сурово яйце и течности от различни видове (Приложение 1):

- вода, наситен със сол;

В началото бях сурово яйце падна в прясна вода - яйце удави - "слезе" (Приложение 2). След това, в една чаша чиста вода, добавих една супена лъжица сол, в резултат на плувките на яйцата (Приложение 3). И накрая, аз се отказа от яйцето в чаша слънчогледово олио - яйцето до дъното (Приложение 4).

Заключение: В първия случай, плътността на яйца и плътността на водата, така че яйцето се сви. Във втория случай, плътността на солена вода по-голяма от яйце плътност, така че яйцето е плаващ в течността. В третия случай, плътността на яйце също е по-голяма от плътността на слънчогледово олио, така че яйцето се сви. Следователно, по-голяма от плътността на течността, силата на тежестта е по-малко.

2. Ефектът на плавателност сили на човешкото тяло във водата.

- за да се определи опита на плътността на човешкото тяло, да я сравни с плътността на прясна вода и морска вода, и да се заключи, че лицето, което по принцип възможността да плуват;

- изчисляване на теглото на човек във въздуха, Архимед сила, действаща на лицето във водата.

За да започнете да използвате тежестите съм за измерване на масата на тялото. След това се измерва обема на тялото (без обема на главата). За това, излива се във вода баня, така че, когато е потопена във вода, бях напълно във водата (с изключение на главата). Освен това, с лента от споменатия горен ръб на ваната разстояние до нивото на водата # 8467; 1. и след това - когато потопен във вода # 8467; 2. След това, с помощта на предварително калибриране буркана три-литров се излива в баня от нивото на водата # 8467; 1 на # 8467; 2 - така се измерва обемът на вода изместен от мен (допълнение 5). Плътност I изчислява по следната формула:

Силата на тежестта действа върху тялото във въздуха, се изчислява съгласно формулата. при което - ускоряване на стойност 10. плавателност тежестта ≈ се изчислява с помощта на формулата, описана в параграф 2.

тест маса (с изключение на предната маса) кг

Заключение: тяло chelovekaplotnee прясна вода и, следователно, тя потъва в него. Man плуване в морето е по-лесно, отколкото в реката, тъй като плътността на морската вода е по-голяма и по тази причина по-голяма плаваемост стойност.

В процеса на работа по темата, научаваме много ново и интересно за себе си. Кръгът на нашите познания се е увеличил не само в обхвата на силата на Архимед, но и неговото прилагане в живота. Преди да започнете, ние имахме за него далеч Undetailed представителство. По време на експериментите, ние потвърдено експериментално валидността на закона на Архимед и е установено, че подемната сила silazavisit на обема на тялото и плътността на течността, толкова по-голяма плътност на течността, силата плаваемост повече. Получената сила, която определя поведението на тялото в течност зависи от теглото, обемът на тялото и плътността на течността.

Отделно от експериментите, допълнителна литература за Архимед принуди откриването на плувни органи, аеронавтиката е изследван.

Всеки от вас може да направи невероятни открития, и то не е необходимо да имате някакви специални знания или мощна техника. Трябва само малко да се вгледате внимателно в света около нас, за да бъде малко по-независим в своите решения, а отварянето не е закъсняват. Нежеланието на повечето хора да научат за света оставя много място любознателен в най-неочаквани места.