Проектная работа "Закон Архимеда. Плавание тел"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города Ульяновска "Средняя школа №75"

Творческая работа

"Закон Архимеда.

Плавание тел"

Выполнила: ученица 7 Б класса

                                          Симендеева Диана

Руководитель: учитель физики

Захарова Галина Михайловна

г. Ульяновск

2017г.

Содержание

1Введение:                                                                   стр.2

1.1 Цели и  гипотезы.                                                  стр.3

2. Основное содержание.                                            стр.4

2.1. Биография Архимеда.                                          стр.4,5

2.2 Закон Архимеда                                                     стр.5

  2.3.Условие плавания тел.                                           стр.5

   2.4.От чего зависит выталкивающая сила?               стр.5

3. Порядок выполнения работы.                                 стр.6

3.1.Часть I

3.2.Часть II

4. Выводы

5. Приложения

6. Литература

1.1 Цели и гипотезы.

Цели:

·        Изучить биографию Архимеда

·        Выяснить условия плавания тел

·        Исследовать как зависит  F_A  от плотности и объема жидкости

Гипотезы:

·        Зависит ли F_A от ρ_ж  и vт

·        Зависят условия плавания от ρ_ж  и mg

2.Основная часть

2.1.Биография Архимеда.

Архимед(рис.1) родился в 287 году до нашей эры в городе Сиракузы, расположенном на острове Сицилия. Отец Архимеда, Фидий, был математиком и астрономом.. Для получения образования Архимед отправился в духовный и научный центр той эпохи – Александрию Египетскую.

В Александрии Архимед получает основы научных знаний и знакомится с выдающимися учеными своего времени, с астрономом Кононом Самосским,  и Эратосфеном Киренским. Архимед состоял с ними в дружеской переписке до конца жизни. Надо полагать, именно в Александрии, прилежно посещая ее знаменитую библиотеку, Архимед  познакомился с трудами знаменитых философов и геометров прошлого – Евдокса, Демокрита и многих других.
Закончив обучение в Александрии Египетской, Архимед вернулся в Сиракузы. Уже при его жизни об Архимеде складывали легенды.

Одним из самых известных сюжетов легенд об Архимеде можно назвать «Корона царя Гиерона». Согласно этой легенде, Архимеду поручено было определить, сделана ли эта корона из чистого золота, либо же во время ее изготовления к золоту было добавлено серебро. Решение этой задачи пришло к Архимеду в то время, когда он принимал ванну: погружая корону в воду, можно по вытесненному объему жидкости узнать ее удельный вес; у золотой короны и короны «с примесью» он будет разным. С криком «Эврика!» Архимед выскочил из ванны и нагим пробежал по улицам Сиракуз. Решение задачи с короной положило начало науке гидростатике, родоначальником которой стал Архимед, изложивший ее основы в своем труде «О плавании тел». Сила, выталкивающая любое тело из воды, и в наши дни называется  архимедовой силой. 

Еще одна легенда повествует о том, что Архимеду удалось сдвинуть с места одним движением руки тяжелый многопалубный корабль «Сиракузия» благодаря разработанной им системе блоков, так называемому полиспасту.

«Дайте мне точку опоры, и я переверну мир», - по легенде, произнес Архимед в связи с этим событием. Использование рычага для увеличения

силы применяется сейчас во всех механических системах. К изобретениям Архимеда относится архимедов винт, или шнек, предназначенный для вычерпывания воды; он и сегодня применяется в Египте.

Главной наукой, которой посвятил себя Архимед была математика. Работы Архимеда показывают, что он был превосходно знаком с математикой и астрономией своего времени. Ряд работ Архимеда в области математики имеет вид посланий к его друзьям и коллегам. Ему принадлежат исследования по всем областям математики его времени: арифметике, алгебре, геометрии.
Основной проблематикой математических работ Архимеда являются задачи на нахождение площадей поверхностей и объемов, которые сейчас могут быть отнесены к области математического анализа. В результате исследований Архимед нашел общую формулу для вычисления площадей и объемов, основанную на методе исчерпывания своего предшественника, математика Евдокса Книдского. До Архимеда ни один ученый не мог найти алгоритм для вычисления площади поверхности и объема шара. Это исследование, изложенное в труде «О шаре и цилиндре» сам Архимед считал вершиной своих научных изысканий. По легенде, он просил высечь изображение шара и цилиндра на своем надгробном камне.
К заслугам Архимеда в области астрономии относится строительство «планетария» для наблюдения за движением пяти планет Солнечной системы, восходом Солнца и Луны. Архимед пытался вычислить расстояния до планет; его ошибкой было распространенное в то время геоцентрическое мировоззрение. В честь Архимеда, памятуя о его астрономических исследованиях, названы кратер и горная цепь на Луне, а также один из астероидов. В родном городе Архимеда, Сиракузах, его имя носит одна из площадей.

2.2 Закон Архимеда

Закон Архимеда формулируется следующим образом:

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

F_A=рgV

 {\displaystyle {F}_{A}=\rho {g}V,} где р{\displaystyle \rho } — плотность жидкости (газа), {\displaystyle {g}} g— ускорение свободного падения, а {\displaystyle V} V— объём погружённой части тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плавает на поверхности (равномерно движется вверх или вниз), то выталкивающая равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого объёма.

2.3.Условие плавания тел.

На твердое тело, погруженное в жидкость, действуют архимедова сила F_A и сила тяжести mg. В зависимости от соотношения сил mg и F_A тело может тонуть, плавать и всплывать. Если mg > F_A, тело тонет; если mg = F_A, то тело плавает внутри жидкости или на ее поверхности; если mg < F_A, то тело всплывает до тех пор, пока архимедова сила и сила тяжести не сравняются по модулю.Тело плавает на поверхности, если р_ж = р_т; тело тонет, если р_т > р_ж; тело всплывает, если р_т < р_ж.

2.4.От чего зависит выталкивающая сила?

Выталкивающая сила зависит: от Vт, от плотности жидкости, глубины погружения, от формы предмета при равном объёме.

3. Порядок выполнения работы.                              

3.1. Эксперимент с яйцом.

Цель работы:

·          Исследовать поведение сырого яйца в жидкостях разного вида.

·          Доказать зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости. Ход работы :

1.Взять сырое яйцо и жидкости разного вида:

·            чистая вода,

·           насыщенный, соленый раствор,

2.Определить силу тяжести, действующую на яйцо в воздухе и в жидкостях   разного рода поочередно.

Результаты исследований:

·          Результирующая сила,  действующая на яйца в воздухе, оказалась больше, чем в    жидкости.

·          Результирующая сила,  действующая на яйца в жидкостях разного рода, оказалась   разной

     (чем больше плотность жидкости, тем результирующая сила меньше)

Вывод

На эксперименте показано, что выталкивающая сила зависит от объёма тела и плотности жидкости. Результирующая сила, которая определяет поведение тела в жидкости, зависит от массы, объёма тела и плотности жидкости.

3.2. Эксперимент с картофелем.

Цель работы:

·          Исследовать поведение картофеля в жидкостях разного вида.

·          Доказать зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости.

Ход работы :

1.Взять картофель и жидкости разного вида.

·            чистая вода,

·           насыщенный, соленый раствор,

2.Определить силу тяжести, действующую в жидкостях  разного рода.

Результаты исследования:

·          Результирующая сила,  действующая на картофель в воздухе, оказалась больше, чем в    жидкости.

·          Результирующая сила,  действующая на картофель  в жидкостях разного вида, оказалась   разной

     (чем больше плотность жидкости, тем результирующая сила меньше)

Вывод

На эксперименте показано, что выталкивающая сила зависит от объёма тела и плотности жидкости. Результирующая сила, которая определяет поведение тела в жидкости, зависит от массы, объёма тела и плотности жидкости.

5. Список литературы

1.Интернет-ресурсы

2. Физика 7 класс А.В. Пёрышкин, Издательство «ДРОФА»

6. Приложения

(рис.1)

Краткое описание документа:

Проектная работа "Закон Архимеда. Плавание тел" выполнена учащимися 7 класса.

Цели:

• Изучить биографию Архимеда
• Выяснить условия плавания тел
• Исследовать как зависит F_A от плотности и объема жидкости

Гипотезы:

• Зависит ли F_A от ρ_ж и vт
• Зависят условия плавания от ρ_ж и mg
• Основная часть Биография Архимеда.
  Закон Архимеда ...