☰ Содержание · Физика

Атмосферное давление. Закон Архимеда

Уроки 27–28 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев. Физика, 6 класс, 3-е переработанное издание. Издательство «Нисо Полиграф», Ташкент, 2017
28

Закон Архимеда и его применение

Учебник, с. 67–70
ЦельЗнай закон Архимеда, формулу выталкивающей силы F = ρ · g · V и условия плавания тел.
Новые слова
выталкивающая сила (сила Архимеда) · Arximed kuchiвытесненная жидкость · siqib chiqarilgan suyuqlikусловие плавания · suzish shartiподводная лодка · suvosti kemasi
Объяснение

На тело, погружённое в жидкость или газ, действует направленная вверх выталкивающая сила. По закону древнегреческого учёного Архимеда (287–212 гг. до н. э.) эта сила равна весу жидкости, вытесненной телом: F_A = ρ_жидкости · g · V_погружённой части, где V — объём погружённой части тела. Вес тела в жидкости меньше, чем в воздухе, на F_A: P_в жидкости = P_в воздухе − F_A. Условие плавания: если плотность тела меньше плотности жидкости (ρ_тела < ρ_жидкости), тело плавает; если равна — оно находится во взвешенном состоянии внутри жидкости; если больше — тонет. Стальной корабль не тонет, потому что он полый, а значит, его средняя плотность меньше плотности воды. Подводная лодка погружается или всплывает, наполняя свои цистерны водой или опорожняя их; воздушные шары и дирижабли поднимаются, потому что наполнены газом, более лёгким, чем воздух. По легенде, Архимед, проверяя состав царской короны, заметил этот закон в ванне и закричал: «Эврика!» (Нашёл!).

Примеры
Тело объёмом 2 дм³ (0.002 м³), полностью погружённое в воду (g = 10 Н/кг): F_A = 1000 · 10 · 0.002 = 20 Н.
Лёд (900 кг/м³) плавает в воде (1000 кг/м³), потому что его плотность меньше; поэтому над водой виден лишь небольшой участок айсберга.
Работа в классе

Опыт: сырое яйцо тонет в банке с пресной водой; размешай в воде несколько ложек соли, и яйцо поднимется и будет плавать. Почему? Безопасность: опускай яйцо осторожно, не ешь разбитое яйцо и потом вымой руки. Не лей воду на пол.

Упражнения
1
Сформулируй закон Архимеда.
2
Чему равна в Н выталкивающая сила, действующая на тело объёмом 0.003 м³, полностью погружённое в воду (ρ = 1000 кг/м³, g = 10 Н/кг)?
3
Тело весит 30 Н в воздухе и 18 Н в воде. Чему равна выталкивающая сила в Н?
4
Почему стальной корабль плавает, а стальной гвоздь тонет?