Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» icon

Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл»




Скачати 266.58 Kb.
НазваБойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл»
Дата конвертації29.04.2013
Розмір266.58 Kb.
ТипДокументи

Бойко Марія Олександрівна,
вчитель фізики Лохвицької гімназії №1



Тема уроку. Щасливого плавання!

Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми

«Архімедова сила. Плавання тіл»,

Тип уроку: урок закріплення знань.

Демонстрації: 1. Чарівна картоплина.

2. Розумне яйце.

3. Непосидюча ягідка.

4. Фрагменти ППЗ «Фізика – 7».

Обладнання уроку: 1. Прилади та матеріали: прісна вода, насичений розчин солі,

газована вода, олія, картоплина, яйце, виноградина.

2. Унаочнення: портрет Архімеда, вислови відомих вчених, правила роботи на уроці, кольорові ілюстрації прояву архімедової сили в природі та техніці, матеріали для тестового контролю знань, комплекти матеріалів для роботи в малих групах., опорний конспект.

3. ППЗ «Фізика – 7».

4. Додатки 1 – 5 для роботи учнів у групах.

5. Завдання для тестового контролю (додаток 6).


Форми, методи та прийоми роботи на уроці: «Знаю – хочу довідатись – учуся»,

«надстиск»(опорний конспект),

«мікрофон»,

«термометр»,

робота в малих групах.

^ Методичні рекомендації. Для роботи на уроці клас ділиться на п’ять груп: «Фізики-теоретики. Ерудити», «Фізики-практики. Інженери», «Аквафізики»,

«Історики. Етнографи», «Фізична богема». Робота в групах поєднується з

індивідуальною роботою. Розстановку меблів слід зробити так, щоб учні розмістилися малими групами (4 – 5 осіб) навколо декількох столів, але з умовою спостерігання за мультимедійним екраном.


^ Структура уроку

І Організаційний момент – 2 хв.

ІІ. Мотивація навчання. Очікувані результати – 2 хв.

ІІІ. Повторення вивченого – 6 хв.

ІV. Узагальнення та систематизація основних понять теми, застосування знань –

30 хв.

V. Підсумки та результати уроку, домашнє завдання – 5 хв.


І. Організаційний момент.


1. Перевірка готовності учнів до уроку. Можливе застосування методичного прийому «Термометр» для діагностики психологічної та практичної готовності учнів до продуктивної роботи на уроці. Верхня і нижня шкала термометра не перевищують відповідно « +12 » і « -12 » . Учні визначають свій стан готовності позначками на шкалі термометра. Якщо всі позначки знаходяться у верхній частині шкали, слід починати проведення заняття.

2. Повідомлення форм роботи на уроці. Пояснення порядку виконання завдань.

ІІ. Мотивація навчання. Очікувані результати.


1. Повідомлення та обґрунтування теми уроку. Слід детальніше пояснити, що на даному уроці будуть розглянуті питання, пов’язані з проявами архімедової сили та плаванням тіл в живій природі і техніці.

2. Прогноз очікуваних результатів. Слід застосувати метод «Знаю – хочу довідатися – учуся». Учням пропонують заповнити два перших стовпчики таблиці.


^ Що знаємо



Що хочемо довідатись



Що ми довідались (вивчили)











Третій стовпчик таблиці учні заповнюють під час підведення підсумків уроку.


ІІІ. Повторення вивченого (з використанням ППЗ «Фізика – 7» та демонстрацією дослідів).

1. Архімедова сила. Обчислення архімедової сили.

2. Умови плавання тіл.

3. Пояснення дослідів на основі набутих знань.


ІV. Узагальнення та систематизація основних понять теми, застосування знань.

Робота в групах (опрацювання наданих матеріалів).

1. Інструктування (1 хв.).

Кожна група має опрацювати наданий матеріал, узагальнити його та дати відповіді на запропоновані запитання.

2. Об’єднання в групи, розподіл обов’язків (2 хв.)

3. Виконання завдання (10 хв.)

4. Презентація результатів виконання (7 хв.)

5. Тестовий контроль. (8 хв.)

6. Рефлексія результатів - колективне обговорення та заповнення останнього стовпчика таблиці (2 хв.)


V. Підсумки та результати уроку.

1. Робота з опорним конспектом.

2. Робота з ППЗ «Фізика» (перегляд відеофрагментів).

3. Усне обговорення з застосуванням методу «мікрофон»:

а) з якою метою ми вивчали дану тему?

б) де можна застосувати одержані знання?

в) які питання вас особливо зацікавили?

г) що нового ви дізналися сьогодні на уроці?

д) про що в майбутньому ви б хотіли дізнатися з даної теми?


^ Домашнє завдання:

Повторити §§ 23, 24,25.

Виконати задачі з вправи 25 (1,2).


Додаток 1

І група – «Фізики-теоретики. Ерудити»

^ Архімед про плавання тіл

Ось основні положення теорії плавання тіл у формулюванні Архімеда:

«Тіла, рівноважні з рідиною, будучи занурені в цю рідину, занурюються так, що ніяка їх частина не виступає над поверхнею рідини».

«Тіло, легше, ніж рідина, будучи занурене в цю рідину, не занурюється повністю, а деяка частина його залишається над поверхнею рідини».

«Тіло, легше , ніж рідина, будучи занурене в цю рідину, занурюється настільки, щоб об’єм рідини, відповідний зануреній частині тіла, мав вагу, рівну вазі цього тіла»,

«Тіла, легші , ніж рідина, занурені в цю рідину вимушено, будуть виштовхуватися угору з силою, яка рівна тій вазі, на яку рідина рівного з тілом об’єму буде важча за тіло».

«Тіла, важчі за рідину, занурені в цю рідину, будуть занурюватися, доки не дійдуть до самого дна, і в рідині стануть легшими на величину ваги рідини в об’ємі, що дорівнює об’єму зануреного тіла».

«Якщо якесь тіло, легше за рідину, занурити в цю рідину, то воно за вагою буде знаходитися в тому ж відношенні з рідиною, яке занурений об’єм має до всього об’єму».

Поміркуй!

1. Чи має рибина у воді вагу?

2. Чому у водоймі із заболоченим дном людина на глибокому місці грузне значно менше, ніж на мілкому?

3. Чому людина, набравши повні легені повітря, може вільно лежати на поверхні води, але тоне, якщо видихне повітря?

4. Чому у морі легше плавати, ніж у річці?





5. Крокодили іноді ковтають камінці, маса яких становить біля 1% від маси їхнього тіла. Для чого вони це роблять?






6. Чому гуси і качки плавають у воді і виходять з нею сухими, а кури тонуть?


7. Коли легше утримувати відро з водою – коли воно перебуває в повітрі чи коли занурене у воду? Чому ?

8. Чого ми досягаємо, коли набираємо якомога більше повітря в легені

під час плавання?

9. Для чого водоплавні птахи перед зануренням у воду притискують пір’я

до тіла і видихають повітря з легенів?

10. Чому важко занурити у воду відро догори дном?

11. Чому оглушена рибина спливає на поверхню води?







12. Чому вареники через деякий час після того, як їх укинути в окріп, піднімаються на поверхню?

13. Чому людина, перш ніж почне плавати, мусить навчитися цього, а тварина відразу пливе, вперше потрапивши у воду?

14. Водорості мають тонкі довгі стебла. Чому вони не потребують товстіших, міцніших?

15. Риби мають спеціальний плавальний міхур, який дає їм змогу спускатися і підніматися у воді. Як це відбувається?

16. Чому риби мають досить слабкий кістяк порівняно із сухопутними істотами?

17. Чому на суші не має таких гігантських істот, як кити?





18. Герой роману О.Бєляєва „Людина-амфібія” Іхтіандр розповідає:

„Дельфіни на суші значно важчі, ніж у воді. Взагалі у вас тут все важче, навіть власне тіло». Чи правий автор роману?

19. Чому коли ми йдемо по дрібній гальці на глибокій воді, то не

відчуваємо підошвами ніг болю, а вийшовши на берег, відчуваємо біль?


Додаток 2

ІІ група - «Фізики-практики. Інженери»

«^ Ллойдовські марки»

Ступінь солоності в різних морях дещо коливається – і відповідно тому судна сидять не однаково глибоко в морській воді. Тому на борту судна поблизу ватерлінії можна побачити так звану «Ллойдовську марку» - знак,

який показує рівень граничних ватерліній в воді різної густини:

в прісній воді (Fresch Water) – FW

в Індійському океані (India Summer) – IS

в солоній воді влітку (Summer) – S

в солоній воді взимку (Winter) – W

в Північному Атлантичному океані взимку (Winter North Atlantik) – WNA.







Сучасні позначення на борту корабля

Ці марки були введені як обов’язкові з 1909 року. Сучасні позначення ллойдовських марок мають дещо інший вигляд:

ТD – тропічна тепла вода;

D – тепла вода;

Т – тропічна солона вода;

Е – літня солона вода;

Н – зимова холодна вода;

НАN – зимова Північна Атлантика.

^ Запитання до тексту:

1. Чому в Мертвому морі не можна потонути?

2. Як можна утримати тіло під водою у дуже солоній воді?


Піна збагачує руду

За книгою Я.І. Перельмана «Цікава фізика», книга ІІ

На гірничо-металургійних комбінатах руду перед плавкою «збагачують»,тобто збільшують відсоток вмісту в ній корисного мінералу. Техніка знає багато способів збагачення руд. Ми розповімо про один з них, який називається

флотацією. Слово «флотація» означає спливання. Це найбільш поширений спосіб

збагачення; він успішно застосовується навіть у тому випадку, коли решта способів не досягає мети.

Суть флотації полягає в наступному: добре подрібнену руду завантажують у посудину з водою і з маслянистими речовинами. Маслянисті речовини обсновують частинки корисного мінералу тонкими плівками, але не змочують частинки пустої породи. Суміш енергійно перемішують з повітрям; утворюється безліч дрібних бульбашок – піна. При цьому частинки корисного мінералу, оточені тонкою маслянистою плівкою, не змочуваною водою, дотикаються з оболонкою повітряної бульбашки, прилипають до неї і повисають на бульбашці. Бульбашка і виносить ці частинки на поверхню. Частинки ж пустої породи, змочені маслянистою рідиною, не пристають до повітряної бульбашки і лишаються на дні.






Так як повітряна бульбашка піни набагато більша за об’ємом, ніж мінеральна частинка, то її плавучість достатня для підіймання твердої крупинки на поверхню. В результаті частинки корисного мінералу майже всі виявляються в піні, що знаходиться на поверхні рідини.

Піну знімають і направляють на подальшу обробку – для отримання «концентрату», який в десятки разів багатший корисним мінералом, ніж початкова руда.

Техніка флотації розроблена так ретельно, що належним підбором домішуваних рідин можна відділити кожний корисний мінерал від пустої породи будь-якого складу.

До самої ідеї флотації привела не теорія, а уважне спостереження випадкового факту. В кінці XIX століття американська вчителька Каррі Еверсон, перучи забруднені мастилом мішки, в яких зберігався раніше мідний колчедан, звернула

увагу на те, що крупинки колчедану спливають з мильною піною.

Запитання:

Як пояснити спливання крупинок колчедану на поверхню разом з повітряними бульбашками?


^ Розв'яжи задачу:

Припустивши, що золота корона Гієрона в повітрі важить 20 Н, у воді 18,75 Н, обчисліть густину речовини корони. Вважаючи, що до золота було підмішане тільки срібло, визнач, скільки в короні було золота і скільки срібла. Розв’язуючи задачу, вважай, що густина золота округлено дорівнює 20 000 кг/м3, густина срібла 10 000 кг/м3.


Додаток 3

ІІІ група – «Аквафізики»





^ Архімедова сила і кити

За статтею Н.О.Родіної «Архімедова сила і кити»

На суші гусак створює враження малорухомого, незграбного птаха.

«На красных лапах гусь тяжелый…» - так писав О.С.Пушкін, застосовуючи дуже

виразне слово «тяжелый» (важкий) для характеристики птаха. Але ось гусак ввійшов у воду і поплив… Тепер ми бачимо вже легкого, граційного птаха, який рухається швидко і вільно. Навіть подиху вітру досить, щоб змінити швидкість його руху. Завдяки чому така зміна?

Особливості поведінки тіл на воді пов’язані з малим тертям і наявністю виштовхувальної - архімедової сили.


Покладіть на стіл корок або пластмасову кришку від банки і подмухайте на неї збоку. Вона не зрушить з місця. Прилаштуйте корок на поверхню води – навіть від подиху він почне рухатися. Ви впевнитесь, що сила тертя

у воді набагато менша за силу тертя між твердими тілами. А плаває корок

на поверхні води тому, що рівними є між собою дві діючі на нього

протилежних напрямах сили: сила тяжіння і архімедова сила.

Тіло найбільшої тварини на землі – кита досконало пристосоване до життя у воді. Найбільший представник загону китоподібних – синій кит. Його маса досягає 130 тонн, він здатний розвивати у воді швидкість до

37 км/год. Для порівняння вкажемо, що моторний човен МКМ може розвивати швидкість до 30 км/год.

Багато чого в поведінці морських тварин ми з вами можемо пояснити на основі законів і понять фізики. Але спочатку ознайомимося з деякими даними про китів. Знаменитий дослідник морських глибин французький вчений Жак Ів Кусто (до речі, винахідник акваланга) в своїй книзі «Могутній володар морів» пише: «Важко висловити відчуття людини, яка вперше зустрічається у воді з китом… Перш за все вас вражають розміри кита. Вони переважають все, що людина звикла бачити у світі тварин…»

Розміри синього кита в декілька разів більші за розміри слона та в десятки разів за розміри людини. Довжина цієї тварини досягає 33 метрів, він майже на 10 метрів довший за пасажирський вагон! Недарма в російських казках згадується «чудо-юдо риба-кит», у якого на спині «село стоїть».

Про масу китів ми вже говорили. Найбільший з виловлених китів мав масу

150 000 кг, а найбільша наземна тварина – слон має масу від 3 000 до 6 000 кг ( як лише язик деяких китів). Розраховано, що якби слон мав в два рази більшу масу, то йому були б потрібні ноги, вдвічі товщі, а вони і так мають площу 4 кв. дм кожна.

Тіло плаває у воді, якщо діючі на нього архімедова сила і сила тяжіння рівні між собою. Архімедова сила, яка підтримує кита у воді, обчислюється мільйонами ньютонів. Зрозуміло, що така сила утримує в рівновазі тіло масою в сотні тонн, а


саме таку масу і має синій кит. Кит у воді невагомий, адже діюча на

нього сила тяжіння теж обчислюється мільйонами ньютонів.

Звичайно, кит не зможе знаходитися на суші. Відомі випадки, коли кити викидаються на берег океану. Величезна сила тяжіння (більш як мільйон ньютонів) притискає тварину до землі. Кістяк кита не пристосований до того, щоб витримувати цю вагу; навіть дихати кит не може, так як для вдихання він повинен розширити легені, підняти м’язи, що оточують грудну клітку, а в повітрі ці м’язи важать декілька десятків тисяч ньютонів.

Жак Ів Кусто пише: «… на суші перед гігантом ставали нерозв’язні проблеми…дихання вимагало величезних зусиль…на суші кістяк кита не витримує ваги м’язів і жирового шару, хоча в густому водному середовищі він чудово служить китові».

Під час експедиції Кусто і його товариші намагались врятувати китеня, яке потрапило на мілину. Маса китеняти була «всього» 2 тонни. Щоб підняти його на борт судна, довелося застосувати спеціальний гамак, так як навіть новонароджене китеня може «зламатися» під дією власної сили тяжіння, якщо під ним немає рівномірної опори.

Сплячий кит не повністю занурюється у воду. Значить, діюча на нього виштовхувальна сила повинна бути меншою, ніж у випадку повного занурення (адже ця сила дорівнює вазі рідини, витісненої китом). А сила тяжіння лишилася

колишньою. Здавалося б, рівновага повинна порушитись. Але кит спокійно спить

на воді, він не тоне. Значить, виштовхувальна сила і сила тяжіння, як і раніше, рівні між собою. Як пояснити це вдаване протиріччя?

Тепер саме час розповісти про те, як кит пірнає і як спливає на поверхню води.

Хвіст кита має горизонтальні лопасті і кит розвиває потужність до

370 кВт. Для порівняння скажемо, що ця потужність тільки в два рази менша за потужність двигуна літака Ан-2 і в 7 разів більша за потужність двигуна трактора ДТ-75. Коли аквалангіста зачіпає корпусом плавучий кит, враження таке, наче штовхнув швидкісний паровоз.


Могутнім рухом хвоста кит направляє своє тіло в глибину океану – пірнає. Глибина занурення дорівнює декільком десяткам метрів, а кашалот досягає глибини 1 000 – 2 000 метрів. На такій глибині тиск води величезний ( розрахуйте його самостійно, враховуючи що густина морської води1 030 кг/м3).

Легені кита під цим тиском стискаються до так званого залишкового об’єму. У людини на глибині 60 м, де тиск в 4 рази більший за атмосферний, об’єм легенів зменшується у 4 рази – від 6 літрів на поверхні до 1,5 літра, отже, для легенів людини на глибині 60 метрів залишковий об’єм становить 1,5 літра. Від стискання легенів об’єм тіла кита зменшується, а з ним зменшується і виштовхувальна сила.

Кит може перебувати під водою від 20 хвилин до 2 годин.


Поміркуйте!

1. Відомо, що кити іноді запливають в дуже опріснені лагуни біля узбережжя Чукотського півострова. Уявимо, що в прісну воду заплив кит. Що зміниться в положенні кита, якщо всі дані, крім складу води, не

міняються?

2. Відомо, що коли масу кита розділити на його об’єм, ми отримаємо

середню густину його тіла. Чи можна стверджувати, що, де б не плавав

кит – в глибині океану, в його середніх шарах чи на поверхні, середня

густина тіла кита завжди рівна густині води? За рахунок чого змінюється середня густина?

3. Спробуйте пояснити явище, яке спостерігав Кусто: «… вода попереду

бульбашилась, наче газована. Це зграя рибок то пливла вглиб, то знову

піднімалась до поверхні і випускала повітря з плавальних міхурів».

Навіщо рибки випускають повітря з плавальних міхурів і коли саме вони

це роблять: ідучи на глибину чи піднімаючись на поверхню?






^ Море, в якому не можна потонути


Таке море існує в країні, відомій людству з давніх часів. Це знамените Мертве море Палестини. Води його надзвичайно солоні, настільки, що в них не може жити жодна жива істота. Спекотний, без дощів клімат Палестини викликає сильне випаровування води з поверхні моря. Але випаровується лише чиста вода, розчинені ж солі залишаються в морі і збільшують солоність води. Ось чому вода Мертвого моря містить не 2 чи 3 відсотки солі (за вагою), як більшість морів і океанів, а 27 і більше відсотків; з глибиною солоність зростає. Отже, четверту

частину місткості Мертвого моря, складають солі, розчинені в його воді. Загальна кількість солей в ньому оцінюється в 40 мільйонів тонн. Висока солоність Мертвого моря зумовлює одну його особливість: вода цього моря значно важча за звичайну морську воду. Потонути в такій важкій рідині неможливо: людське тіло легше за неї.

Вага нашого тіла помітно менша за вагу такого ж об’єму густо солоної води і, як наслідок, за законами плавання, людина не може в Мертвому морі потонути


(вона спливає в ньому, як спливає в солоній воді куряче яйце, яке в прісній воді тоне).

Гуморист Марк Твен, який відвідав це озеро–море, з комічною ретельністю описує незвичайні відчуття, які він і його супутники відчули, купаючись у важких водах Мертвого моря:

«Це було смішне купання! Ми не могли потонути. Тут можна було витягнутись на воді на весь зріст, лежачи на спині і склавши руки на грудях, причому більша частина тіла буде лишатися над водою. При цьому можна зовсім підняти голову… Ви можете лежати дуже зручно на спині, підтягнувши коліна до підборіддя і обхопивши їх руками, - але незабаром перекинетесь, так як голова переважує. Ви можете встати на голову – і від середини грудей до кінця ніг будете залишатися над водою; але ви не зможете довго зберігати таке положення. Ви не можете пливти на спині, рухаючись якось помітно, так як ноги ваші стирчать із води, і вам приходиться відштовхуватися лише п’ятками. Якщо ж ви пливете обличчям вниз, то рухаєтесь не вперед, а назад. Кінь так втрачає рівновагу, що не може ні плавати, ні стояти у Мертвому морі, - він відразу ж лягає на бік».

Такі ж незвичайні властивості має вода Кара–Богаз–Голу (затоки Каспійського моря) і не менш солона вода озера Ельтон, що містить 27 % солей.

Дещо схоже відчувають ті хворі люди, які приймають солоні ванни. Якщо солоність води дуже велика, як, наприклад, в Староруських мінеральних водах, то хворому доводиться прикладати немало зусиль, щоб втриматися на дні ванни.


^ Велике Солоне

Велике Солоне озеро, розташоване в США, в західному штаті Юта, за своїми розмірами досить солідне: 120 км в довжину і 80 км в ширину. Це найбільше озеро Заходу Америки. На думку вчених, родовід озера пов’язаний з внутрішнім морем, яке існувало на території цього району.

В минулому воно було ще в десятки разів більшим. Але були часи, коли воно


щезало, потім знову з’явилося після великих дощів.

Самі американці називають Велике Солоне найдивнішим у світі.

І є чому. Воно повне контрастів: підступи до нього мають вигляд похмурої Аравійської пустелі. Скелі, пил – гола безвідрадна земля і… вода.

Тут нестерпно жарко влітку і вкрай похмуро і суворо взимку. А пізньої осені, коли в озеро спускають невикористані іригаційні води, повітря аж гуде від комарів. Весною озеро виносить на берег безліч личинок соляної мухи, одного з небагатьох різновидів тваринного світу, здатних жити у солоній воді.

Кататися на човні тут не приносить задоволення. На водних лижах теж ризиковано: падіння загрожує… переломом кісток! Те ж саме відноситься до пірнання. Був випадок, коли підліток, відмахнувшись від порад, розбігся і пірнув. Витягли його зі зламаною шиєю. Вдарився він не об дно, а об воду. І не дивно: аналіз виявив, що в ній міститься 25% твердих речовин, головним чином скам’янілої солі.

На дно у такій воді не підеш, але й пливти нелегко: ноги піднімаються вище голови, так що все одно можна захлинутися. Замість рятувального пояса залишається прив’язати до ноги п’ятикілограмову гирю.

Вода в озері схожа на густе желе, хвилі не розходяться, а залишаються майже паралельними ходу човна. Тільки бульбашки, схожі на мильну піну,

міняться кольорами на бірюзовій поверхні. Рожевуваті крапки у воді – це

крихітні рачки. Вони менші за звичайну муху і досить їстівні, але ніхто їх

не ловить.

Навколо панує мертва тиша: не чути ні крику птахів, ні сюрчання коників, ні шелесту вітру у траві… Тільки аквамарин води, виблискуючий на сонці, сіль та бурі фарби оточуючих гір, на яких не ростуть ліси.

^ Запитання до тексту:

Чому при плаванні у Великому Солоному озері ноги людини піднімаються з води вище голови?


Дослідження морських глибин


Під час очищення дна річок, ремонту підводних частин кораблів, гребель, а також підіймання затонулих суден людям доводиться працювати на різній глибині. Для цього застосовують спеціальні водолазні костюми. Водолазний костюм виготовляють з прогумованої тканини і надягають поверх теплого одягу. На верхню частину костюма нагвинчують металевий шолом

з товстим склом. Черевики водолаза мають свинцеві підошви, а на його груди і спину прикріплюють свинцеві тягарі, інакше водолаз у своєму костюмі спливатиме на поверхню. У шолом шлангом безперервно подають повітря для дихання. Однак шланг заважає рухові водолаза під водою і зменшує відстань, на яку він може віддалятися від місця занурення. На глибину до 90 м водолази можуть опускатися під воду, беручи з собою запас стиснутого повітря, накачаного в міцні сталеві балони. Таке спорядження називають аквалангом. Аквалангом користуються і спортсмени-плавці.


^ Запитання до тексту:

1. Для чого черевики водолаза виготовляють зі свинцевими підошвами, а на груди і спину скафандра прикріплюють свинцеві тягарі?

2. Як легкий водолаз може самостійно підніматися на поверхню води з глибини?


Додаток 4

ІV група – «Історики, Етнографи»

^ Трішки історії

287 р. до н. е. Греція. Острів Сицилія. Місто Сіракузи.

В родині математика і астронома Фідія сталася радісна подія – народився син, якого назвали Архімедом. Хлопчик ріс розумним і допитливим, тому

з дитинства був посвячений у таємниці батьківської науки і оволодів нею досконало.

Незадовго до народження Архімеда вийшла в світ геометрія Евкліда «Начала», яка стала одним з перших підручників Архімеда і до якої він не раз звертався у своїх наукових працях.

Близькому родичеві Архімеда Гієрону після закінчення війни у

276 р. до н. е. вдалося захопити необмежену владу у Сіракузах.

Він допоміг Архімедові завершити освіту у Александрії, в результаті чого вчений отримав добрі знання з математики.

Під час навчання і роботи в Александрійському музеї Архімед ретельно вивчав астрономію та математику і написав декілька наукових праць. Але найбільше захоплення у вченого викликала механіка. Він намагався будь-що поєднати механіку з математикою, а також робив спроби розв’язувати геометричні задачі за допомогою принципів важеля і учення про центр тяжіння.

Коли Архімед повернувся у рідні Сіракузи, його ім’я вже було відомим цілому світові. Саме тоді його увага була прикута до геометрії.

В першу чергу Архімед був патріотом своєї вітчизни. Коли у

215 р. до н. е. помер цар Гієрон і на престол вступив його онук Гієронім, Архімед вже заслужив повагу і визнання. У 212 р. до н. е. він був не тільки військовим інженером, а й геніальним організатором оборони.

За словами істориків, Архімед для захисту міста винаходив унікальні знаряддя


та пристосування, які знищували римлян та наводили на них панічний жах.

Під час другої Пунічної війни римляни напали на Сицилію і взяли в облогу Сіракузи. «Нездоланною є сила однієї людини, одного дарування, вміло напрямлена на яку-небудь справу. Римляни могли б швидко заволодіти містом, якби захопили в Сіракузах одного дідуся», - так писав відомий стародавній історик Полібій. Через зраду Сіракузи були взяті римлянами восени 212 р. до н. е.

Архімед загинув під час взяття Сіракуз від меча римського солдата.

Плутарх зберіг нам яскраву розповідь про смерть Архімеда. Вчений сидів у глибокій задумі над розв’язком задачі. До нього наблизився римський солдат і запропонував Архімедові з’явитися до воєначальника Марцелла, на що той відповів, що піде лише після того, як розв’яже задачу. Солдат розлютився, вихопив меч і вбив Архімеда.

За іншою версією, Архімед був убитий солдатом, який не знав його в обличчя. Розповідають, що Архімед сидів, замислившись над кресленнями, зробленими на піску, і намагаючись зупинити солдата, промовив: «Не наступи на мої креслення…»

Архімед заповідав на своїй могильній плиті вигравіювати кулю і циліндр – символи його геометричних відкриттів. Могила вченого заросла бур’янами, і місце поховання невдовзі забули. Але через 137 років після його смерті Цицерон, квестор Сицилії, знайшов біля Ахродійської брами плиту, на якій піщинки, підхоплені гарячим вітром сироко із Сахари, уже частково стерли віршовані рядки.

Через деякий час могилу знову забули, і зараз нікому не відомо, де вона.

Та ім’я Архімеда лишилося і нащадки пам’ятатимуть горде «Еврика!» - «Я знайшов!»

Існує легенда про те, що Архімед знайшов значення сили, яка виштовхує тіло з рідини і газу, обмірковуючи завдання, яке дав йому сіракузький цар Гієрон.






Цар Гієрон доручив Архімедові перевірити майстра, який виготовив золоту корону. Хоча корона важила стільки, скільки на неї було відпущено золота, цар запідозрив, що вона виготовлена із сплаву золота з дешевими металами. Архімеду було доручено дізнатися, не ламаючи корони, чи є в ній домішки, чи немає.

Історики розповідають, що задача про золоту корону спонукала Архімеда до вивчення умов плавання тіл. Результатом стало написання відомого твору «Про плавання тіл»


^ Чи знаєте Ви, що…

…учені Рочестерського технологічного інституту розпочали відновлення манускрипту Х сторіччя – єдиного відомого сьогодні документа, що містить копії оригінального тексту відомого вченого античності – Архімеда, рукопис перекладу якого був виявлений в 1884 році у Ватиканській бібліотеці. Грецький же текст був знайдений лише в 1905 році. Причому збереглося близько трьох чвертей тексту рукопису Архімеда: втрачений текст відтворювався за латинським перекладом.


Ці копії стерли монахи 200 років тому і нанесли новий текст. Манускрипт, що має 170 сторінок, містив колись всі головні праці великого грецького ученого: закони гідростатики і математичні теореми, які стали основою сучасної науки.

Для відтворення праць Архімеда американські вчені використовують цифрові фотокамери, ультрафіолетові і інфрачервоні світлофільтри та потужні комп’ютерні програми.

Манускрипт з унікальним текстом було придбано за 2 мільйони доларів.


За матеріалами журналу «Світ фізики» (2001, №1)


Перші підводники





Тиша… Перші промені сонця позолотили шпилі мінаретів, заглянули в темні ущелини бійниць, заграли на шоломі вартового. Він пильно вдивляється в


далечінь – скрізь спокійно.

І лише колоди, що сторч пливуть річкою, привертають його увагу. Дивно… Може, здійняти тривогу?.. Ні, ще засміють… Тим часом колоди, погойдуючись на хвилях, повільно наближалися до суден, що стояли на рейді, до фортеці з високою вежею і товстелезними стінами.

За вежею були ями, де турки тримали полонених запорізьких козаків.

Раптом вартовий здригнувся. Він не повірив своїм очам: колоди почали рости, підніматися. з води висунулись якісь дивні ящики. В одну мить розкрилися їх стулки, і вкрай переляканий турок побачив… запорожців.

- Шайтан! – заверещав він і кинувся до сигнального дзвона. Але нічого не встиг зробити: його схопили, затиснули рота. Лавиною сунули козаки. Застукані зненацька, турки майже не чинили опору і почали здаватися в полон. А запорожці, визволивши полонених, вже хазяйнували в місті.

Усе це – не легенда, а історичний факт. У 1595 році, щоб захопити Сіноп (турецьку базу на березі Чорного моря), козаки вдалися до хитрощів. Вони переобладнали свої човни-чайки, зробивши дно подвійним, із стулками. Між

верхнім і нижнім дном поклали баласт – пісок. Коли стулки відкривалися, пісок

висипався і човен спливав на поверхню. Палубу також закривали стулками, а

отвори, куди вставляли весла, затягували шкірою. Над палубою здіймалася труба, крізь яку надходило повітря.


^ Запитання до тексту:

1. Чому турок спочатку бачив лише колоди, які пливли сторч річкою?

2. Чому після висипання баласту човен спливав на поверхню?


^ Стародавня східна казка

Цар обіцяв дати тому, хто зважить його слона, стільки золота, скільки важить сам слон. Один бідняк завів слона на великий човен і відмітив рівень, до якого


човен занурився у воду. Потім слон вийшов із човна, і бідняк навантажив човен

золотом до попередньої позначки. Вага золота дорівнювала вазі слона, на думку бідняка.

Запитання:

Чи правдива ця казка?


З народного джерела

Поясни з точки зору фізики

народні приказки:


1. Олію з водою не погодиш.

2. Легке перо поверх води плаває.

3. Як камінь у воду.

4. Великому кораблю – велике плавання.

5. Плаває, як сокира.

6. Чим глибша вода, тим більша риба.

7. Не море топить кораблі, а вітер.


Додаток 5

Vгрупа – «Фізична богема»



Формула

(пам’яті геніального вченого Архімеда)

Тінь солдата на пісок упала – промінь сонця обірвався вмить.

Формулу скривавлену, багряну ти зумів собою захистить.

Бранець мудрий – ворогу обуза: тож радій, запроданцю, біді!

По розп’ятих димних Сіракузах вітер тління заміта сліди.

Море перемелює каміння, додає байдуже день до дня,

Невблаганний час крокує далі, ніби він загарбникам рідня.

Гинуть скелі і міста в печалі, завмирають соки в пелюстку.

Ти міцніша каменю й металу, формула, що смерть саму здолала,

На сипучому еллінському піску.

^ В. Володін


Легенда про Архімеда






Ось Гієронова країна, де сталася пригода дивна:

Там Архімед – придворний вчений наказ отримав незбагненний.

- Ти перевіриш ювеліра чи вартий царської довіри?

Чи справді з золота корону чеканив майстер Гієрону?

Проста, здавалося б, задача, та тільки от одна невдача:

Об’єм не визначить ніяк, корону крутить так і сяк.

Почухав лисину учений, стривожився – аж став зелений:

«Якщо до правди не дістанусь, без голови я сам зостанусь!

Піду у бані відпочину хоча б одну лише годину».

Подумав – і пірнув у ванну, можливо, що уже востаннє. А ванна повною була по вінця. Воду він розхлюпав,

На нього банщик враз натупав.

Та Архімеду не до того - мчить голий, позабувши тогу,


Щосили «Еврика!» - кричить, додому прибігає вмить.

- Мерщій перо! Думки втечуть, як на папір не ляже суть:

З води нас сила витискає, тіла угору підіймає.

Несіть корону! Я тоді різницю ваг обчислю вміло

В повітрі мінус у воді – й знайду виштовхувальну силу!

І рівна є числом вона вазі води в об’ємі тіла!

Обчислю вмить об’єм корони, бо ж знаю ділення закони.

На терези корону кину, щоб масу знати за хвилину,

І врешті дію ще одну: знайти корони густину.

Як масу на об’єм поділиш, відразу майстра перевіриш!

Легенда ця віки жива: злетіла майстра голова!

М. Бойко

Водяний павук


^ Джеральд Даррелл – відомий англійський вчений-натураліст, захисник природи.


Колись я спостерігав, як будує свій будинок під водою водяний павук. Спочатку він протягує між пагінцями рослин кілька довгих шовкових ниточок-павутинок і починає плести павутину. Потім павук здійснює нескінченні рейси на поверхню води і знову занурюється у воду. Коли він повертався, все його тіло було у сріблястих кульках повітря. Він сідав над павутиною і починав лапками змітати із себе повітряні кульки, які тут же піднімалися і зупинялися під павутиною. Після чотирьох годин роботи будинок павука був готовий.


^ З книги В. Брагіна

«В країні дрімучих трав»

... Не відриваючись, я стежив, як сріблянка прикріплювала канат то до стовбурів


біля самісінького дна, то до каміння. Канат рухався в різні боки і видавався зовсім живим. І весь час горіли у воді фосфоричним вогнем вісім очей, що дивилися навсібіч. Ні на жодну мить у жодному місці канат не заплутався, не порвався. Він ліг на дно річки, утворивши ламаний багатокутник. Я помітив, що в тих місцях, де сріблянка прикріплювала його до стовбурів рослин або до інших непорушних предметів, канат був товщий. Щохвилини збільшувалася кількість ліній в багатокутнику, і поступово лінії утворили густу сітку.

Та раптом будівник залишив свою сітку і проплив повз мій аеростат: пара щелеп і справжні зарості щетинок. Поплив. Але мені здавалося, що разом з сіткою на дні річки залишилося вісім фосфоричних очей.

Незабаром павук-будівник з’явився знову. Блиснуло сріблясте вбрання з повітряних бульбашок, яке він одягнув на себе там, на поверхні води. Сріблянка

опустилася коло сітки на дно річки. Вона трохи підняла сітку, залізла під неї і заходилася торкатися лапками свого блискучого одягу. Бульбашки повітря відокремлювалися від щетинок і, чіпляючись за нитки сітки, тяглися вгору, підіймали її. Знову і знову сріблянка спливала, приносила з поверхні води бульбашки повітря, залишала їх під сіткою. Потім вона знову почала прясти своє прядиво. Чарунки сітки ставали дедалі дрібніші, густіші.

І скоро бульбашки повітря, що приніс павук, почали роздувати не сітку, а сріблясте полотно шатра, в якому буде мешкати водяний павук. Срібляста полотняна куля-аеростат, що його надимало повітря, намагалася злетіти вгору, але канати, які прикріплювали її до стовбурів підводних дерев і до непорушних предметів, не відпускали, міцно тримали.

… Поступово я звик до напівпрозорих підводних сутінків і почав розрізняти: віддалік і наді мною висіли інші аеростати. Сріблясті, легкі, всі вони були схожі один на одного. Їх багато.

… Добре вдивившись, я побачив, як в одних підводних дзвонах павуки - сріблянки відпочивали, підібгавши ніжки, в інших – пожирали спійману здобич.


^ Запитання до текстів:

У чому полягає хитромудрий спосіб життя павука під водою?


З книги Є. Андрєєвої «Розкриття чудес»


У Волгоградській області є цікаве озеро. З давніх-давен люди вважали, що на дні озера живе чаклун, який нікому не дозволяє входити до його володінь. Намагався селянин купати свого коня в озері, а він, не встигнувши ввійти в нього, втрачав рівновагу і падав. Предмети, кинуті в озеро, не тонули, а підтримувалися незрозумілою для людей силою.

^ Запитання до тексту: Як пояснити це явище?


З твору Б. Житкова «Під водою»


Лейтенант, який командував підводним човном, при вході в порт прийняв рішення пірнути під пароплав, що стояв по курсу човна. «…Але в цей же час зразу ж хід човна сповільнився. Всі похитнулись уперед. Мінер на нього поглянув і запитав: «Схоже, сіли на мілину?»

Рулі були поставлені в підйом, гвинт працював, прилади показували, що човен залишається на тій самій глибині. Лейтенант згадав, що тут у порту глинисте дно, і зрозумів, що човен своїм черевом влип у цю в’язку рідоту…»

Запитання до тексту:

1. Чому човен не зміг випливти?

2. Чи завжди на тіло, занурене в рідину, діє виштовхувальна сила?

3. Яким чином можна відірвати човен від дна?


З повісті Жуля Верна «П'ятнадцятирічний капітан»


Пірога глибоко увійшла у яму, вириту падаючою водою біля підніжжя водоспаду, закрутилась у глибині, а потім знову випливла на поверхню річки.


^ З повісті російського письменника

Новікова-Прибоя «Підводники»


Зубов почав рішуче відкривати кришку люка. Я погано усвідомив, що відбулось у наступний момент. Пам'ятаю лише, як щось рявкнуло, оглушило. Хтось схопив мене беззубою пащею, зім'яв у клубок, виштовхнув. Я полетів, завертівся дзигою.


Довго довелося пливти, свердлячи воду, до поверхні моря.

^ Запитання до текстів:

Які схожі між собою явища привернули вашу увагу в уривках? Як їх можна пояснити?


Додаток 6


Архімедова сила. Плавання тіл.


Тестовий контроль


1 (1 бал). Які величини треба знати, щоб розрахувати виштовхувальну силу?

А. Густину тіла, об’єм рідини, сталу величину.

Б. Густину рідини, сталу величину, об’єм тіла.

В. Густину рідини, об’єм тіла.

^ 2. (1 бал). Чи зміниться значення архімедової сили, яка діє на підводний човен, якщо він з моря зайде в дельту річки?

А. Не зміниться.

Б. Збільшиться.

В. Зменшиться.

3. (1 бал). Тіло плаває всередині рідини, коли…

А. Сила тяжіння більша за архімедову силу.

Б. Сила тяжіння рівна архімедовій силі.

В. Сила тяжіння менша за архімедову силу.

^ 4. (1 бал). У воду кидають дві однакові закриті пляшки – з водою і порожню. Чи однакова архімедова сила діятиме на них, якщо вони будуть повністю занурені у воду?

А. Більша на порожню пляшку.

Б. Більша на пляшку з водою.

В. Однакова.

^ 5. (2 бали).Тіло вагою 25 Н при зануренні у воду витискає об’єм води, який

важить 18 Н. Чи потоне тіло?

А. Потоне.

Б. Буде плавати всередині рідини.


В. Буде плавати на поверхні рідини.

^ 6. (2 бали). Дитячу іграшку вкинули в мензурку з водою. Рівень води після цього підвищився з 100 мл до 150 мл. Яка вага іграшки?

А. 1 Н.

Б. 2 Н.

В. 0,5 Н.

7. (2 бали). При повному зануренні тіла у прісну воду діє виштовхувальна сила 400 Н. Яка сила діятиме на тіло при його зануренні в морську воду?

А. 400 Н.

Б. 412 Н.

В. 420 Н.

8. (2 бали). Предмет масою 500 г занурили в мензурку з ціною поділки 50 мл, після чого рівень води у мензурці підвищився на 12 поділок. Яку силу треба прикласти, щоб предмет і не тонув, і не спливав?

А. 3 Н.

Б. 1,5 Н.

В. 1 Н.



Схожі:

Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconУрок 19/32 Умови плавання тіл
Мета уроку: дати учням знання про умови плавання тіл; установити співвідношення між густиною тіла й рідини (або газу), необхідне...
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconТип уроку: урок закріплення знань Форма проведення
«Архімедова сила. Плавання тіл»; підготувати учнів до контрольної роботи за темою «Взаємодія тіл»; розвиток пізнавального інтересу...
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconТема уроку
Мета уроку : Узагальнити і систематизувати знання учнів із теми «Найпростіші геометричні фігури»
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconТема уроку: Закони електричного струму 9кл. Мета уроку: повторити, узагальнити й систематизувати набуті учнями знання з теми «Електричний струм»
Обладнання: мультимедійний проектор, презентація запитань, 2 дзвоники, 3 лампочки, 2 джерела струму, 4 вмикачі, 2 ялинкові гірлянді...
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconТема уроку: Літосфера Мета: узагальнити, систематизувати, закріпити знання учнів з теми «Літосфера»
Мета: узагальнити, систематизувати, закріпити знання учнів з теми «Літосфера»; розвивати допитливість, кмітливість, формувати вміння...
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconТема уроку: Агрегатний стан речовини. Будова газів, рідин і твердих тіл Мета уроку
Мета уроку: поглибити І систематизувати знання учнів про будову І властивості речовини на основі мкт, розвивати пізнавальні здібності...
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconКонспект уроку з української мови Тема: Використання фразеологізмів Мета : Повторити основні
Мета : Повторити основні відомості про фразеологію, удосконалювати вміння і навички
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconУрок у семінар у виляді ділової гри
Мета уроку: Повторити, систематизувати й узагальнити знання та вміння учнів щодо змісту
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconУрок №2 Тема уроку: Пісні рідного краю. Мета уроку: узагальнити і систематизувати уявлення дітей про жанри вокальної музики, пригадати назви укр нар. інструментів
Мета уроку: узагальнити і систематизувати уявлення дітей про жанри вокальної музики, пригадати назви укр нар. інструментів
Бойко Марія Олександрівна, вчитель фізики Лохвицької гімназії №1 Тема уроку. Щасливого плавання! Мета уроку: повторити, систематизувати і узагальнити основні поняття теми «Архімедова сила. Плавання тіл» iconУрок з геометрії у 8 класі за допомогою навчальної комп’ютерної програми «Теорема Фалеса»
Мета уроку: Повторити, систематизувати й узагальнити знання та вміння учнів щодо змісту
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи