Под водой мы можем легко поднять камень, который с трудом поднимаем в воздухе. Если погрузить пробку под воду и выпустить там ее из рук; то она всплывет. Как можно объяснить эти явления? Мы знаем, что жидкость давит на дно и стенки сосуда, а если внутрь ее поместить какое-нибудь твердое тело, то оно также будет подвергаться давлений.

Рассмотрим силы давления, которые действуют со стороны жидкости на погруженное в нее тело. Чтобы легче было рассуждать, выберем тело, которое имеет форму параллелепипеда с основаниями, параллельными свободной поверхности жидкости (рис. 135). Силы, действующие на боковые грани тела, попарно равны и уравновешивают друг друга. Под действием этих сил тело только сжимается. А вот силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани тела, неодинаковы. На верхнюю грань давит сверху с силой F1, столб жидкости высотой h1. На уровне нижней грани тела давление производит столб жидкости высотой h2. Это давление, как мы знаем, передается внутри жидкости во все стороны. Следовательно, на нижнюю грань тела снизу вверх с силой F2 давит столб жидкости высотой h2. Но h2 больше h1 следовательно, и модуль силы F2 больше модуля силы F1. Поэтому тело выталкивается из жидкости с силой F, равной разности сил F2-F1.

Существований силы, выталкивающей тело из жидкости, легко обнаружить на опыте.

На рисунке 136, α изображено тело, подвешенное к пружине со стрелкой на конце. Растяжение пружины отмечает на штативе стрелка-указатель. При опускании тела в воду пружина сокращается (рис. 136, б). Такое же сокращение пружины получится, если действовать на тело снизу вверх с некоторой силой, например рукой.

Следовательно, опыт подтверждает, что на тело, находящееся в жидкости, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости.

Газы, как мы знаем, во многом схожи с жидкостями. К ним, также применим закон Паскаля. Поэтому и на тела, находящиеся в газе, действует сила, выталкивающая их из газа. Под действием этой силы воздушные шары поднимаются вверх. Существование силы, выталкивающей тело из газа, можно также наблюдать на опыте.

К укороченной чашке весов подвешивают стеклянный шар или большую колбу, закрытую пробкой. Весы уравновешивают. Затем под колбу (или шар) ставят широкий сосуд так, чтобы он окружал всю колбу. Сосуд наполняют углекислым газом, плотность которого больше плотности воздуха. При этом равновесие весов нарушается. Чашка с подвешенной колбой поднимается вверх (рис. 137). На колбу, погруженную в углекислый газ, действует большая выталкивающая сила по сравнению е той, которая действует на нее в воздухе,

Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу, поэтому если какое-либо тело взвесить в жидкости или газе , то его вес окажется меньше веса в вакууме (пустоте).

Именно этим объясняется, что в воде мы достаточно легко поднимаем тела, которые с трудом удерживаем в воздухе.

Архимед (287-212 гг, до нашей эры )-древнегреческий ученый, физик и математик. Установил правило рычага, открыл закон гидростатики, носящий его имя.

Вопросы.

  1. Какие известные вам из жизни явления указывают на существование выталкивающей силы?
  2. Как доказать, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость ?
  3. Как показать на опыте, что на тело, находящееся в жидкости, действует выталкивающая сила?
  4. Как на опыте показать, что и на тело, находящееся в газе, действует выталкивающая сила?

§ 50. Действие жидкости и газа на погруженное в них тело — Физика 7 класс (Перышкин)

Краткое описание:

Когда вы летом купались, то должно быть, замечали, что в воде все тела становятся легче. Там даже можно легко поднять приятеля. Который на воздухе, на суше очень тяжел. Отчего это так? Конечно, всё объясняется действием жидкости, воды, на погруженное в неё тело, давлением воды.
Вода, окружая тело со всех сторон, производит на него со всех сторон давление. Но давление не везде одинаковое. Снизу оно больше, чем сверху. Почему? Да потому что снизу глубина больше. Ведь, как вы знаете, давление жидкости зависит от глубины. А что будет с телом, если давление на него снизу больше, чем сверху? Правильно, его будет выталкивать вверх. Получается, что в жидкости на тело действует сила, выталкивающая его из жидкости. Она так и называется – выталкивающая сила. А удастся ли телу при этом всплыть или оно потонет – это зависит ещё и от второй силы, силы тяжести, которая тянет тело вниз.
Выталкивающая сила действует на тела не только в жидкостях, но и в газах. И об этом вы прочитаете в параграфе пятьдесят.




1. Демонстрация опыта с телами, погруженными в воду. 2. Демонстрация опыта по уменьшению веса тела в жидкости. 3. Определение выталкивающей силы. 4. Вывод формулы архимедовой силы. 5. Формулировка закона Архимеда. 6. Измерение архимедовой силы. 7. Легенда об Архимеде.




Опыт по уменьшению веса тела в жидкости collection.edu.ru/catalog/res/d2e612da-bafa- 4bc e4a7e9815cd9/view/ - ссылка на видеоролик «Закон Архимеда» collection.edu.ru/catalog/res/d2e612da-bafa- 4bc e4a7e9815cd9/view/


Определение выталкивающей силы Известно, что всякая жидкость давит на погруженное в неё тело со всех сторон: и сверху, и снизу, и с боков. Почему же тело всплывает вверх? Известно, что всякая жидкость давит на погруженное в неё тело со всех сторон: и сверху, и снизу, и с боков. Почему же тело всплывает вверх? На тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила, направленная вверх и называемая ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ или АРХИМЕДОВОЙ силой (). На тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила, направленная вверх и называемая ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ или АРХИМЕДОВОЙ силой ().


Рассмотрим силы, которые действуют со стороны жидкости на погруженное в неё тело Почему силы, действующие на боковые грани тела равны и уравновешивают друг друга? Почему силы, действующие на боковые грани тела равны и уравновешивают друг друга? А вот силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани тела неодинаковы. Почему? А вот силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани тела неодинаковы. Почему? F 1 F 1 F 2 F2 F2 F1F1 h2 h2 h1 h1 Вывод формулы архимедовой силы



Формулировка закона Архимеда На тело, погруженное целиком (или частично) в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, взятой в объёме тела (или погруженной его части). На тело, погруженное целиком (или частично) в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, взятой в объёме тела (или погруженной его части).




Измерение архимедовой силы collection.edu.ru/catalog/res/ef5cc129-8eab- 44a7-ae71-8f619b096d5a/view/ - ссылка на видеоролик «Измерение Архимедовой силы» collection.edu.ru/catalog/res/ef5cc129-8eab- 44a7-ae71-8f619b096d5a/view/

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело Физика, 7 класс Плуталов С.Н. учитель физики МОУ Мальчевской СОШ

Повторение Как распределяется давление внутри жидкости под действием силы тяжести? Чем объясняется увеличение давления жидкости с глубиной? Как распределяется давление в жидкости на одном и том же уровне?

Как действует жидкость или газ на погруженное в них тело? Ответ на вопрос поможет понять, как и почему плавают или тонут тела, как обеспечивается плавучесть кораблей и полет аэростатов.

Впервые данную задачу поставил и решил великий древнегреческий ученый Архимед. http://allbiograf.ru/nauka/matematiki/41-archimedes

Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта. (Кант Иммануил) Вес тела в воздухе и вес того же тела в воде отличаются друг от друга. Следовательно, в воде возникает сила, уменьшающая вес тела. Эту силу называют выталкивающей.

Причина возникновения выталкивающей силы На погруженное в жидкость тело действуют силы давления воды. В каждой точке тела они направлены перпендикулярно к его поверхности. С увеличением глубины возрастает гидростатическое давление. Поэтому на нижние участки поверхности тела будет действовать большая сила, чем на верхние. Равнодействующая всех этих сил называется выталкивающей (или архимедовой) силой.

Выталкивающая сила всегда направлена вертикально вверх.

1.Чему равна сила давления жидкости, действующая на верхнюю грань? Куда направлена эта сила? 2. Чему равна сила давления жидкости, действующая на нижнюю грань? Куда направлена эта сила? Выталкивающая сила равна весу воды в объеме тела, погруженного в жидкость.

F выт = Р жидк

Подумай и ответь! Н а рычаге уравновешены разные по объему бруски. Нарушится ли равновесие рычага, если бруски опустить частично в керосин? ^ 1) Перетянет больший по объему брусок; 2) перетянет меньший по объему брусок; 3) равновесие не нарушится; 4) все зависит от уровня погружения.

Собака-водолаз легко вытаскивает тонущего из воды, но на берегу не может сдвинуть его с места. Значит ли это, что на суше на человека действует меньшая сила тяжести, чем в воде? Генерал нырнул в жидкость солдатиком и подвергся действию вы­талкивающих сил. Можно ли утверждать, что жидкость вытолкала генерала в шею? Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной си­лой. Даже стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1000 кг. Правда, только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?

Домашнее задание: П.48 вопросы на стр.117 №574,№529

http://www.schoolexpert.ru/public?id=285 http://allbiograf.ru/nauka/matematiki/41-archimedes Учебник «Физика - 7» А.В.Перышкина


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Разработка урока физики в 7 классе. Тема:Действие жидкости и газа на погруженное в них тело.

Урок физики в 7 классе. Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Урок исследование. Работа в группах....

Методическая разработка урока физики в 7 классе: «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело».

Основная дидактическая цель урока- сформировать новые знания и опыт самостоятельной деятельности.По способу проведения - сочетание различных активных форм учебной деятельности. По форме проведения - у...