Действие жидкости и газа на погружённое в них тело

Слайд 1. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело

Почему корабли не тонут, а камни идут ко дну? Урок физики, 7 класс

Слайд 2. Простой эксперимент

Попробуйте погрузить обычный теннисный мяч в ванну с водой. Вы почувствуете, как вода буквально «выталкивает» его обратно на поверхность.

Это не магия, а результат взаимодействия тела с молекулами жидкости. Чтобы удержать мяч под водой, вам придётся приложить усилие.

Слайд 3. Выталкивающая сила

Эта сила возникает всегда, когда тело оказывается в жидкости или газе.

Она направлена вертикально вверх.

В физике её называют силой Архимеда ($F_A$).

Она действует против силы тяжести, «облегчая» предметы.

Слайд 4. Откуда берется эта сила?

Давление в жидкости растёт с глубиной. Это значит, что на нижнюю грань тела вода давит сильнее, чем на верхнюю.

Разница этих сил давления (снизу и сверху) и создаёт общую выталкивающую силу, которая стремится поднять тело на поверхность.

Слайд 5. От чего зависит сила Архимеда?

Чем плотнее жидкость, тем сильнее она выталкивает тело. Именно поэтому в солёном Мёртвом море плавать легче, чем в обычном бассейне.

Имеет значение только объём той части тела, которая находится в воде. Чем больше мы погружаем предмет, тем сильнее он выталкивается.

Слайд 6. Действие газов

Воздух — это тоже среда, которая выталкивает предметы. Но так как плотность воздуха очень мала (примерно в 800 раз меньше плотности воды), мы не замечаем этой силы в повседневной жизни.

Однако именно благодаря ей летают воздушные шары и дирижабли, наполненные лёгким газом.

Слайд 7. Закон Архимеда

На тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объёме погружённой части тела.

Основная формула:

$F_A={\rho }_{\text{ж}}\cdot g\cdot V_{\text{т}}$

Где:

${\rho }_{\text{ж}}$ — плотность жидкости (кг/м³),

$g\approx 9,8$ Н/кг — ускорение свободного падения,

$V_{\text{т}}$ — объём погружённой части тела (м³).

Слайд 8. Практические примеры

Рыбы меняют объём своего плавательного пузыря. Это меняет их общую плотность и позволяет всплывать или погружаться.

Стальной лист утонет, но если придать ему форму чаши (корпуса корабля), он вытеснит много воды, и сила Архимеда удержит его.

Лодки имеют специальные цистерны. Когда они заполняются водой — лодка тяжелеет и тонет. Когда выдувают воду воздухом — всплывает.

Плотность льда чуть меньше плотности воды, поэтому большая часть айсберга скрыта под водой, а на поверхности видна лишь верхушка.

Слайд 9. Вопросы для обсуждения

Почему в солёной воде плавать легче, чем в пресной?

Где на человека действует большая выталкивающая сила: в воде или в воздухе?

Будет ли действовать сила Архимеда на станции, находящейся в невесомости?

Почему стальной гвоздь тонет, а огромный стальной танкер — нет?

Как изменится сила Архимеда, действующая на судно, когда оно переходит из реки в море?

Слайд 10. Подведём итоги

Любая жидкость или газ выталкивают погруженное в них тело силой Архимеда.

Сила Архимеда направлена вертикально вверх.

Величина силы зависит от плотности среды и объёма погружённой части тела.

Формула для расчёта: $F_A=\rho gV$.

Сила Архимеда — причина, по которой тела плавают или тонут.