Плавание тел. Воздухоплавание

Конспект по физике для 7 класса «Плавание тел. Воздухоплавание». ВЫ УЗНАЕТЕ: Каковы условия плавания тел. Каковы особенности плавания животных и человека. Как плавают суда. Почему возможно воздухоплавание. ВСПОМНИТЕ: Какие силы действуют на погружённое в воду тело?

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Плавание тел. Воздухоплавание

Выясним, почему одни тела в воде тонут, другие всплывают, а третьи (например, рыбы, подводные лодки) способны плавать внутри жидкости.

УСЛОВИЯ ПЛАВАНИЯ ТЕЛ

Рассмотрим эксперимент, с помощью которого можно определить условия плавания тел. Если опустить в пресную воду сырое яйцо, оно опустится на дно сосуда. Если же в воду добавить соль, то это же яйцо не утонет, а будет плавать на поверхности. Теперь добавим в сосуд с солёной водой немного пресной воды. Яйцо начнёт погружаться в воду и будет плавать внутри жидкости.

Почему же в случае, когда вода пресная, яйцо тонет, а когда соленая всплывает? На тело, находящееся внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и архимедова сила, направленная вертикально вверх. А архимедова сила, как известно, зависит от плотности жидкости. Плотность жидкости мы и меняли, добавляя соль в стакан. Плотность солёной воды больше плотности пресной воды, поэтому выталкивающая сила в солёной воде увеличивается и яйцо всплывает.

На тело, погружённое в жидкость, действует сила тяжести и архимедова сила. В зависимости от того, какая сила больше, тело будет либо всплывать, либо погружаться.

Когда тело всплывает и достигает поверхности жидкости, то при его дальнейшем движении вверх архимедова сила уменьшается, потому что уменьшается объём части тела, погружённого в жидкость. Тело будет продолжать движение вверх до тех пор, пока сила тяжести и архимедова сила не уравновесятся. В этот момент всплытие прекратится, а часть тела останется погружённой в жидкость.

Тело всплывает, если сила тяжести Fтяж меньше архимедовой силы FА. В этом случае плотность плавающего тела меньше плотности жидкости.

Если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело будет находиться в равновесии в любом месте внутри жидкости, т. е. оно будет плавать. В этом случае плотность тела равна плотности жидкости.

Тело тонет (опускается на дно), если сила тяжести больше архимедовой силы FА. При этом плотность тела больше плотности жидкости.

Средняя плотность человека, равная 1036 кг/м3, немного превышает плотность воды. Из–за того, что плотность пресной воды, примерно равная 1001 кг/м3, меньше плотности морской воды, примерно равной 1025 кг/м3, в пресной воде плавать труднее, чем в солёной. На Земле есть и такое море, в котором невозможно утонуть. Это солёное озеро, называемое Мёртвым морем. Из–за большого содержания соли плотность воды здесь оказывается больше плотности человеческого тела, и потому человек в Мертвом море может спокойно лежать на его поверхности и даже читать книгу.

Подводный мир Земли поражает споим многообразием. Науке известно огромное число видов растений и животных, обитающих на различных глубинах Мирового океана. Что общего в условиях плавания огромных китов, маленьких медуз и глубоководных рыб удильщиков? Ответ очевиден: все эти организмы приспособлены к своей среде обитания, так как их средняя плотность близка к плотности воды на той глубине, на которой они обитают.

ПЛАВАНИЕ СУДОВ

Можно ли заставить плавать тело, изготовленное из материала, плотность которого больше плотности воды? Можно! Морские и речные суда, изготовленные из стали и железа, прекрасно плавают. Дело в том, что в них много пустот с воздухом, поэтому средняя плотность судна будет меньше плотности воды. Большие корабли вытесняют такой большой объём воды, что выталкивающая сила, воздействующая на них, является вполне достаточной для того, чтобы удерживать их на плаву.

Глубину, на которую судно пoгpyжается в воду, называют осадкой. Наибольшая допустимая осадка отмечается на корпусе красной — это ватерлиния.

ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ

Официальная дата начала эры воздухоплавания — 5 июня 1783 г., когда братьям Монгольфье удалось поднять в воздух тепловой аэростат — воздушный шар, наполненный горячим воздухом. К нижней части оболочки крепилась плетеная корзина для размещения людей и груза.

Для того чтобы шар поднялся над Землей, необходимо, чтобы архимедова (выталкивающая) сила FА была больше силы тяжести Fтяж.

Чтобы определить, какой груз способен поднять воздушный шар, следует знать его подъёмную силу. Подъёмная сила воздушного шара равна разности между архимедовой силой, действующей на шар, и силой тяжести шара с газом: F = FА – Fтяж.

Подъёмная сила воздушного шара зависит от плотности наполняющего его газа: чем она меньше, тем подъёмная сила больше.


Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Плавание тел. Воздухоплавание»: Каковы условия плавания тел. Каковы особенности плавания животных и человека. Как плавают суда. Почему возможно воздухоплавание.
Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

Пройти онлайн-тест «»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *