В прошлых уроках мы познакомились с архимедовой силой и узнали о том, какие силы действуют в жидкости на погруженное в нее тело (архимедова сила и сила тяжести). Но разные тела ведут себя в жидкости по-разному: некоторые тонут, некоторые всплывают. Почему так происходит?
Какие условия провоцируют плавание? На этом уроке мы дополним свои знания о поведении тел, погруженных в жидкость.
Условия плавания тел
Рассмотрим ситуацию: мы полностью погружаем в жидкость тело и отпускаем его. Теперь на него действуют две противоположно направленные силы: сила тяжести и архимедова сила. Возможны три случая (рисунок 1).
При каком условии тело, находящееся в жидкости, тонет; плавает; всплывает?
Первый случай:
если сила тяжести $F_$ больше архимедовой силы $F_A$, то тело будет двигаться ко дну — тонуть.
Второй случай:
если сила тяжести $F_$ равна архимедовой силе $F_A$, то тело будет находиться в равновесии в любом месте жидкости.
Третий случай:
Гири плавают в ртути
если сила тяжести $F_$ меньше архимедовой силы $F_A$, то тело будет двигать вверх в жидкости — всплывать.
Вес жидкости, вытесненной плавающим телом
Как показать на опыте, что вес жидкости, вытесненной плавающим телом, равен весу тела в воздухе?
Рассмотрим подробнее третий случай и проведем опыт: в сосуд с трубкой для отлива (отливной сосуд) нальем воду до уровня трубки. Возьмем плавающее тело, взвесим его в воздухе и погрузим его в воду (рисунок 2).
После этого из трубки выльется вода, объем которой равен объему погруженной части тела. Мы можем взвесить эту воду. Тогда мы увидим, что ее вес равен весу тела в воздухе.
Вес этой воды будет эквивалентен архимедовой силе, а вес тела в воздухе — силе тяжести. Точно такой же эксперимент можно провести в разных жидкостях — результат мы получаем одинаковый.
При последующем подъеме архимедова сила будет уменьшаться, потому что будет постепенно уменьшаться объем той части тела, которая погружена в воду.
Когда же будет выполнено условие $F_ = F_A$, то тело перестанет всплывать и будет держаться (плавать) на поверхности воды, частично погрузившись в нее.
Если тело плавает в жидкости, то вес вытесненной им жидкости будет равен весу этого тела в воздухе.
Условие плавания тел и плотность жидкости
Рассмотрим простой опыт, изображенный на рисунке 3.
Сначала опустим железную гирю в сосуд с водой (рисунок 3, а). Гиря тонет. А теперь опустим железную гирю в сосуд со ртутью (рисунок 3, б) — гиря всплыла. Это произошло, потому что плотность железа больше плотности воды, но меньше плотности ртути.
- Когда плотность твердого тела больше плотности жидкости, в которую его погружают, то тело тонет.
- Когда плотность твердого тела меньше плотности этой жидкости, то оно всплывает:
- Когда плотность твердого тела равна плотности жидкости, то тело остается в равновесии внутри жидкости:
Если $rho_т=rho_ж$, то тело плавает.
Теперь взглянем на следующий опыт, представленный на рисунке 4.
РТУТЬ, ОСТОРОЖНО!
Здесь мы погрузили в воду два одинаковых шарика: пробковый и парафиновый. Видно, что часть пробкового шарика, погруженная в воду, меньше той же части парафинового.
Как зависит глубина погружения в жидкость плавающего тела от его плотности?
Известно, что плотность пробки меньше плотности парафина. Можно сказать, что чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость.
Несмешивающиеся жидкости также будут находиться в одном сосуде в соответствии со своими плотностями: в нижней части сосуда более плотные, в верхней — более легкие (рисунок 5).
Плавание тел в природе
Почему водные животные не нуждаются в прочных скелетах?
В живой природе вес морских организмов почти полностью уравновешивается архимедовой силой, так как их плотность почти не отличается от плотности окружающей среды. Поэтому у морских животных легкие и гибкие скелеты, а у морских растений — эластичные стволы.
Каким образом рыбы могут менять глубину своего плавания и оставаться на ней? У каждой рыбы имеется плавательный (воздушный) пузырь (рисунок 6).
Какую роль играет плавательный пузырь у рыб?
Пузырь легко сжимается и расширяется: при увеличении глубины за счет мышечных усилий увеличивается давление воды на рыбу. Плавательный пузырь сжимается, и объем тела рыбы уменьшается, уменьшается величина архимедовой силы, и рыба может спокойно оставаться на выбранной глубине. То же самое происходит при уменьшении глубины, но в обратную сторону: пузырь расширяется, объем всего тела рыбы увеличивается.
Как регулируют глубину погружения киты?
Киты и другие морские млекопитающие используют для изменения глубины собственные легкие подобно плавательному пузырю у рыб.
Айсберг — это большой кусок льда, который свободно плавает в океане, так как плотность льда меньше плотности соленой воды (рисунок 7).
Обычно около $90 %$ объема айсберга находится под поверхностью воды, что делает столкновение с ним очень опасным. В 1912 году знаменитое судно «Титаник» столкнулось с айсбергом в Атлантическом океане. Оно затонуло, унеся с собой жизни 1513 пассажиров. Также айсберги являются огромными хранилищами пресной воды.
Упражнения
Упражнение №1
На весах уравновесили отливной сосуд с водой (рисунок 8, а). В воду опустили деревянный брусок. Равновесие весов сначала нарушилось (рисунок 8, б). Но когда вся вода, вытесненная плавающим бруском, вытекла из сосуда, равновесие весов восстановилось (рисунок 8, в). Объясните это явление.
Ответ:
На рисунке 8, б равновесие весов нарушилось из-за деревянного бруска. Вес на левой чаше весов увеличился на вес бруска.
Тела из каких металлов будут плавать в ртути, а какие тонуть?
Найди верный ответ на вопрос ✅ «Тела из каких металлов будут плавать в ртути, а какие тонуть? . » по предмету Физика, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.
Новые вопросы по физике
Железнобитонная плита размером 4 м * 0,5 м * 0,25 м погружена в воду наполовину. какова архимедова сила, действующая сила на нее? плотность воды 1000 кг/м3
Велосипед движется равномерно по окружности радиусом 100 м и делает 1 оборот за 2 мин. Путь и перемещение велосипедиста за 1 мин соответственно равны
1. Классификацию галактик Хаббла часто называют камертонной. Поясните причину такого названия. 2. Определите, какой промежуток времени требуется свету, чтобы пересечь Большое и Малое Магеллановы Облака в поперечнике
Мяч бросают вверх с высоты 20 м со скоростью 5 м. с. Определить, на какой высоте, его кинетическая энергия будет равна потенциальной.
Источник: urokam.net
Презентация по физике на тему » Плавание тел» (7 класс)
1. Какая сила возникает при погружении тела в жидкость?
2. Куда направлена эта сила?
3а.б.От чего она зависит?
4. Единица измерения силы.
6. Куда она направлена?
7. От чего она зависит?
8.Единица измерения массы.
5. Как называется сила с которой Земля притягивает все тела?
А изменилось бы что-нибудь, если бы воду в океане мы мгновенно поменяли бы на керосин?
А изменилось бы что-нибудь, если бы воду в океане мы мгновенно поменяли бы на керосин?
Сегодня над морем Большая жара; А в море плывёт Ледяная гора. Плывёт и, наверно, Считает: Она и в жару не растает.
ТЕМА УРОКА Плавание тел
Плавание
тел
Цель урока : Что такое плавание тел?
Что такое плавание тел?
Выяснить условия, при которых
тело в жидкости
а) тонет;
б) всплывает;
в) плавает
в зависимости от плотности вещества и жидкости.
Практическое применение плавания тел
Плавание — способность тела удерживаться на поверхности жидкости или на определённом уровне внутри жидкости или газа
Плавание —
способность тела удерживаться
на поверхности жидкости
или на определённом уровне внутри жидкости
или газа
Каковы условия плавания тел в жидкости?
Каковы условия
плавания тел
в жидкости?
Условия плавания тел 1. Если Fт >
Условия плавания тел
1.Если Fт > Fа, то тело тонет
2.Если F а >Fт, то всплывает
3. Если Fт = Fа, то плавает
внутри жидкости
Укажите силу тяжести и силу Архимеда, когда тело: тонет плавает всплывает
Укажите силу тяжести и силу Архимеда, когда тело:
Если Fт > Fа, тело тонет Если F т =
Если Fт > Fа,
тело тонет
Если F т = Fа,
тело плавает
Если F а >Fт,
тело всплывает
Условия плавания тел Тело тонет тело всплывает тело плавает внутри жидкости 1
Условия плавания тел
тело плавает внутри жидкости
1.
2.
Задание: Тонет или всплывает? 1
Задание: Тонет или всплывает?
1.Тонет или всплывает лёд(900) в воде(1000)?
2. Тонет или всплывает лед в бензине(710)?
3.Тонет или всплывает кусок железа(7800), если его опустить в ртуть(13600)?
4. Тонет или всплывает, если в ртуть(13600) поместить золото(19300)
5. Тонет или всплывает пластилин (1200) в воде(1000)
Оцените результат 1. всплывает 2
1. всплывает
2. тонет
3. всплывает
4. тонет
5. тонет
FA и FT Ж и Т Тонет, плавает или всплывает
Тонет, плавает или всплывает
FA и FT Ж и Т Тонет, плавает или всплывает
Тонет, плавает или всплывает
Ж = Т
Ж > Т
Занимательная задача Задача. Один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три несмешивающиеся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами
Задача.
Один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три несмешивающиеся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами. Как расположились жидкости в гостеприимном сосуде?
Ответ.
Жидкости расположились слоями: та, что с большей плотностью, уютно устроилась у дна, та, что полегче, — выше, а самая легкая все время выплескивалась через края и беспрерывно кричала, что ей уже пора домой.
Жидкости, как и твердые тела подчиняются условиям плавания тел
Жидкости, как и твердые тела подчиняются условиям плавания тел
Предположим, что в сосуд налили воду, бензин и ртуть
Предположим, что в сосуд налили воду, бензин и ртуть. Укажите на рисунке как расположатся эти жидкости?
Предположим, что в сосуд налили воду, бензин и ртуть
Предположим, что в сосуд налили воду, бензин и ртуть. Укажите на рисунке как расположатся эти жидкости?
Источник: znanio.ru