የአርኪሜድስ ሕግ የማስተማሪያ ቁሳቁሶች

የማስተማሪያ ቁሳቁሶች የአርኪሜድስ ሕግ መሰረታዊ የብቃት እና የብቃት ስኬት አመልካቾችን፣ የመማሪያ ቁሳቁሶችን፣ የናሙና ጥያቄዎችን፣ የተግባር ጥያቄዎችን እና የፎርማቲቭ ፈተናዎችን ያካትታል።

ሀ. መሰረታዊ ብቃቶች

3. 1 በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ የማይንቀሳቀሱ ፈሳሾችን ህጎች መተግበር

4.1 የሙከራ ውጤቶቹን እና አጠቃቀማቸውን ጨምሮ የስታቲክ ፈሳሾችን ባህሪያት የሚጠቀሙ ሙከራዎችን መንደፍ እና ማካሄድ።

ለ. የብቃት ስኬት አመልካቾች

1. ማስታወስ (C1)፣ መረዳት (C2)፣ ተግባራዊ ማድረግ (C3)፣ m(C4) ይተንትኑ እና የመንሳፈፍ ጽንሰ-ሀሳብን፣ የአርኪሜድስን ህግ እና የመንሳፈፍ፣ የማንዣበብ፣ የመስመጥ ጽንሰ-ሀሳብን (C5) ይደምድሙ

2. ስለ መወዛወዝ እና ስለ አርኪሜድስ ህግ (C4) ጥያቄዎችን ይፍቱ እና (C6) ያስተካክሉ

3. ሙከራውን (P2) ማካሄድ hየአርኪሜድስ ሕግ

4. (P3) አሳይ እና (P5) ግ ን ወስንተንሳፋፊ እና ኤች አሉየአርኪሜድስ ሕግ

የአርኪሜድስ ሕግ

I. መግቢያ

በመርከብ ላይ ተሳፍረህ ታውቃለህ? በጣም ትልቅ ክብደት ያለው መርከብ አይሰምጥም፣ ትንሽ ቀላል ድንጋይ ግን ሊሰምጥ ይችላል። ይህ ለምን ሆነ?

በግራ በኩል ያለው ሥዕል ምን እንደሆነ ታውቃለህ? ሰርጓጅ መርከብ በባህር ወለል ላይ መንሳፈፍ እና በውሃ ውስጥ መዝለል የሚችል መርከብ ነው። ሰርጓጅ መርከብ እንዴት ተንሳፈፈ እና መዝለቅ ይችላል?

በቀኝ በኩል ባለው ምስል ላይ ምን ታያለህ? የሞቀ አየር ፊኛዎች ከፍ ባለ ከፍታ ላይ ሊበሩ ይችላሉ። ፊኛዎች ለምን ይበርራሉ፣ እና የሞቀ አየር ፊኛን እንዴት ይበርራሉ?

ልክ እንደ ፊኛዎች በከባቢ አየር ውስጥ ማለትም በአየር ውስጥ ሊንሳፈፉ እንደሚችሉ ሁሉ መርከቦች በባህር ወለል ላይ ተንሳፈው በውሃ ውስጥ መዝለቅ ይችላሉ። ይህንን ለመረዳት በመጀመሪያ መረዳት አለብዎት። የአርኪሜድስ ሕግየአርኪሜድስን ሕግ ለመረዳት በመጀመሪያ ጽንሰ-ሐሳቡን መረዳት አለብዎት። ቡዮያንሲ.

የምስል ምንጭ፡ ጉግል.ኮም

II. የቡያኒ ኃይል

የትኛው ቀለል ያለ ይመስላል? መሬት ላይ የተንጠለጠለ ድንጋይ ወይስ በውሃ ውስጥ የተነሣው ተመሳሳይ ድንጋይ? ይህንን አጋጥሞዎት የማያውቁ ከሆነ፣ ለዚህ ​​ጥያቄ መልስ ለመስጠት መሞከር አለብዎት። መሬት ላይ ድንጋይ ማንሳት ከባድ ነው፣ ነገር ግን ያው ድንጋይ በውሃ ውስጥ የሚነሳው ቀላል ነው። ይህ የሆነበት በመንሳፈፍ ኃይል ምክንያት ነው።

አንድ ነገር በፈሳሽ ውስጥ ሲቀመጥ፣ በእቃው አናት ላይ ባለው ፈሳሽ እና በእቃው ግርጌ ባለው ፈሳሽ መካከል የግፊት ልዩነት ይኖራል። በእቃው ግርጌ ያለው ፈሳሽ ከላይ ካለው ፈሳሽ የበለጠ ግፊት አለው። በአንድ ነገር ላይ። መወዛወዝ የሚከሰተው በተለያዩ ጥልቀት ላይ ባሉ የፈሳሽ ግፊት ልዩነቶች ምክንያት ነው።

በሥዕሉ ላይ፣ አንድ ነገር በፈሳሽ ውስጥ ሲንሳፈፍ ይታያል። ከፈሳሹ በታች ያለው ፈሳሽ ከፈሳሹ በላይ ካለው ፈሳሽ የበለጠ ግፊት አለው፣ ምክንያቱም ከፈሳሹ በታች ያለው ፈሳሽ ከፈሳሹ በላይ ካለው ፈሳሽ የበለጠ ጥልቀት ስላለው (ሸ)₂ > ሸ₁).

መረጃ፡ F_A = የመንሳፈፍ ኃይል፣ ρ = የፈሳሽ ጥግግት፣ g = በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት፣ V = በፈሳሽ ውስጥ የተጠመቀው የነገር መጠን

ተካ በቡኦያንሲ ፎርሙላ ውስጥ m ከ m ጋር ያለው ρV

መረጃ፡ m = ክብደት፣ g = በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት፣ w = ስበት።

በእኩልታ 2 ላይ በመመስረት፣ የመንሳፈፊያ ኃይል (ኤፍ)_A) ከተፈናቀለው ፈሳሽ ክብደት (w) ጋር እኩል ነው። Vየተፈናቀለው የፈሳሽ መጠን በፈሳሽ ውስጥ ካለው ነገር መጠን ጋር ተመሳሳይ ነው።

III. የአርኪሜድስ ሕግ

አንድ ነገር ሙሉ በሙሉ ወይም በከፊል በፈሳሽ ውስጥ ሲጠመቅ፣ ፈሳሹ በእቃው ላይ ወደ ላይ የሚወጣ ኃይል (buoyancy) ያመነጫል፣ እዚያም የመንሳፈፊያ ኃይል መጠን ከተፈናቀለው ፈሳሽ ክብደት ጋር እኩል ነው። የተፈናቀለው ፈሳሽ መጠን በፈሳሽ ውስጥ ከተጠመቀው ነገር መጠን ጋር እኩል ነው።

IV. ተንሳፋፊ፣ ተንሳፋፊ፣ መስመጥ

4.1 ተንሳፋፊ

አንድ ነገር በፈሳሽ ወለል ላይ የሚንሳፈፍ ከሆነ፡

1. የአንድ ነገር ክብደት ያነሰ ከቡዮያንሲ ኃይል (w < F)_A)፣ ወይም

2. የነገሩ ጥግግት ከፈሳሹ ጥግግት ያነሰ ነው ( )

የሚንሳፈፍ ኃይል ከስበት ኃይል የሚበልጥ ከሆነ፣ የተገኘው ኃይል ዜሮ አይደለም፣ በኒውተን የእንቅስቃሴ ህጎች መሠረት ዕቃው ወደ ላይ ይንቀሳቀሳል። ነገር ግን በእውነቱ ዕቃው በፈሳሽ ወለል ላይ ያርፋል። በኒውተን የመጀመሪያ ህግ መሰረት፣ አንድ ነገር እረፍት ላይ ከሆነ

ΣF_y = 0

F_A – ወ – ኤፍ_a = 0

F_A = ወ + ኤፍ_a

F_A = ፈሳሹ በእቃው ላይ የሚገፋው የሚንሳፈፍ ኃይል፣ ፋ = የከባቢ አየር ግፊት, w = የነገሩ ክብደት።

4.2 ተንሳፋፊ

አንድ ነገር በፈሳሽ ወለል ላይ የሚንሳፈፍ ከሆነ፡

1. የአንድ ነገር ክብደት አብሮ ከ የሚንሳፈፍ ኃይል (w = F)_A)፣ ወይም

2. የነገሩ ጥግግት ከፈሳሹ ጥግግት ጋር ተመሳሳይ ነው ( )

በኒውተን የመጀመሪያ ህግ መሰረት፣ አንድ ነገር እረፍት ላይ ከሆነ

ΣF_y = 0

F_A – w = 0

F_A = ወ

4.3 መስመጥ

1. የአንድ ነገር ክብደት ትልቅ ከቡዮያንሲ ኃይል (w > F)_A)፣ ወይም

2. የነገሩ ጥግግት ከፈሳሹ ጥግግት የበለጠ ነው ( )

በኒውተን የመጀመሪያ ህግ መሰረት፣ አንድ ነገር እረፍት ላይ ከሆነ

ΣF_y = 0

ወ - ኤፍ_A – N = 0

ወ = ኤፍ_A + N

F_A = ፈሳሹ በእቃው ላይ የሚገፋው የሚንሳፈፍ ኃይል፣ N = በመሠረቱ ላይ የሚሠራው መደበኛ ኃይል, w = የነገሩ ክብደት።

መርከቦች ለምን ይንሳፈፋሉ?

ከላይ ያለውን ማብራሪያ ካጠኑ በኋላ፣ አሁን ጥያቄውን ለመመለስ ይሞክራሉ፣ ቀላል አሸዋ በባህር ውስጥ ሲሰምጥ ትልቅ ክብደት ያለው መርከብ ለምን አይሰምጥም? አሸዋ የሚሰምጠው የአሸዋ ጥግግት ከባህር ውሃ ጥግግት ስለሚበልጥ ነው። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ መርከቦች ከብረት የተሠሩ ቢሆኑም ከባህር ውሃ ጥግግት የበለጠ ጥግግት አላቸው (የብረት ጥግግት 7874 ኪ.ግ/ሜ 2 ነው)።³ የባህር ውሃ ጥግግት 1025 ኪ.ግ/ሜ 2 ነው³) ነገር ግን የመርከቡ መጠን በጣም ትልቅ ከመሆኑ የተነሳ የመርከቡ ጥግግት በዴንጂቲንግ ፎርሙላ ከተሰላ ρ = m / V ከባህር ውሃ ጥግግት ያነሰ ነው።

የመንሳፈፍ እና የስበት ጽንሰ-ሀሳብን ከተጠቀምን መርከቦች የሚንሳፈፉት የመንሳፈፍ እና የመንሳፈፍ ከመርከቧ የስበት ኃይል ስለሚበልጥ ነው።

የባህር ሰርጓጅ መርከቦች እንዴት እንደሚጥሉ

ለመንሳፈፍ፣ የሰርጓጅ መርከብ ጥግግት ከባህር ውሃ ጥግግት ያነሰ መሆን አለበት፣ እንዲሁም አንድ ሰርጓጅ መርከብ ጥግግቱ ከባህር ውሃ ጥግግት የሚበልጥ ወይም እኩል ከሆነ ሊጠልቅ ይችላል። የሰርጓጅ መርከብ መጠን ተመሳሳይ ነው፣ ስለዚህ ለመጥለቅ እና ለመንሳፈፍ፣ የሰርጓጅ መርከብ ጥግግት ውሃ እና አየር ወደ ባላስት ታንኮች በማስገባት ሊለወጥ ይችላል። ጠልቀው ለመግባት ከፈለጉ ውሃ ወደ ባላስት ታንኩ ውስጥ ያስገቡ እና ወደ ላይኛው ክፍል መንሳፈፍ ከፈለጉ ውሃው ከታንኩ ይወገዳል እና አየር ወደ ታንክ ውስጥ ይገባል።

የመንሳፈፍ እና የስበት ኃይል ጽንሰ-ሀሳብን በመጠቀም፣ የመንሳፈፍ ኃይል ከሰርጓጅ መርከብ ስበት የሚበልጥ ከሆነ ሰርጓጅ መርከብ ሊንሳፈፍ ይችላል። የመርከቡ የስበት ኃይል በሰርጓጅ መርከብ ላይ ካለው የባህር ውሃ ከሚገፋው የመንሳፈፍ ኃይል የሚበልጥ ከሆነ ሰርጓጅ መርከብ ሊጠልቅ ይችላል።

የሞቃት አየር ፊኛዎች ለምን እና እንዴት መብረር እንደሚችሉ

ፊኛዎች በአየር ላይ ይበርራሉ ምክንያቱም በፊኛው ውስጥ ከከባቢው አየር ጥግግት ያነሰ ጥግግት ያለው ጋዝ ስላለ ነው። በሌላ በኩል ደግሞ በፊኛው ውስጥ ያለው የጋዝ ጥግግት ከከባቢው የአየር ጥግግት ጋር ተመሳሳይ ከሆነ፣ ፊኛው መሬት ላይ ይወድቃል እና ወደ ከፍተኛ ቦታ አይበርም።

የእንፋሎት ጽንሰ-ሀሳብን በመጠቀም፣ የሞቀ አየር ፊኛ የሚነሳው የሚነፋው ኃይል ከባሎኑ ስበት ስለሚበልጥ ነው። የፊኛው ስበት በባሎኑ ላይ ካለው አየር ከሚገፋው የሚነፋው ኃይል ሲበልጥ ፊኛው መሬት ላይ ይወድቃል።

ቪ. የምሳሌ ጥያቄዎች

5.1. በአየር ውስጥ ያለው የጭነት ክብደት 5 N ሲሆን፣ በፈሳሽ ሲለካ የጭነቱ ክብደት 4 N ነው። የሚንሳፈፍ ኃይል ምን ያህል ትልቅ ነው?

ውይይት

የሚታወቀው፦

በአየር ውስጥ የጭነት ክብደት (w) = 5 N

የውሃ ውስጥ የጭነት ክብደት (w)_F) = 4 N

የተጠየቀው፦ የሚንሳፈፍ ኃይል (ኤፍ)_A)

መልስ፡

በፈሳሽ ሲለካ፣ የጭነቱ ክብደት የተወሰነው በእንፋሎት ኃይል ምክንያት ይጠፋል። የመንጠባጠብ ኃይል መጠን = በአየር ውስጥ ባለው የጭነቱ ክብደት እና በፈሳሹ ውስጥ ባለው የጭነቱ ክብደት መካከል ያለው ልዩነት።

F_A = 5 – 4 = 1 ኒውተን

5.2. በውሃ የተሞላ መያዣ በድንጋይ የተሞላ ሲሆን ይህም የተወሰነው ውሃ እንዲፈስ ያደርጋል። የፈሰሰው ውሃ መጠን 0,1 ሜትር ነው።^3.. የውሃ ጥግግት = 1000 ኪ.ግ/ሜ 2³, በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት 10 ሜ/ሰ²ውሃው በድንጋዩ ላይ ምን ያህል የመንሳፈፍ ኃይል አለው?

ውይይት

የሚታወቀው፦

የፈሰሰው ውሃ መጠን (V) = 0,1 ሜትር³

የውሃ ጥግግት (ρ) = 1000 ኪ.ግ/ሜ³

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

የተጠየቀው፦ የሚንሳፈፍ ኃይል (ኤፍ)_A)

መልስ፡

F_A = ρ g V = (1000) (10) (0,1) = 1000 N

5.3. አንድ ነገር በባህር ውሃ በተሞላ መያዣ ውስጥ ሲቀመጥ፣ የተወሰነው የባህር ውሃ በ0,2 ሜትር ይፈሳል³የባህር ውሃ ጥግግት = 1025 ኪ.ግ/ሜ³በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት 10 ሜ/ሰ²የተፈናቀለውን/የፈሰሰውን የባህር ውሃ ክብደት አስሉ።

ውይይት

የሚታወቀው፦

ድምጽ (V) = 0,2 ሜትር³

የባህር ውሃ ጥግግት (ρ) = 1025 ኪ.ግ/ሜ 2³.

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

የተጠየቀው፦ የተፈናቀለ/የፈሰሰ የባህር ውሃ ክብደት

መልስ፡

የአርኪሜድስ ሕግ እንደሚገልጸው የመንሳፈፊያ ኃይል መጠን = የተፈናቀለ/የፈሰሰው የባህር ውሃ ክብደት

F_A = ρ g V = (1025) (10) (0,2) = 2050 N

5.4. አንድ ብረት በአየር ውስጥ ሲለካ 100 N እና በውሃ ውስጥ ሲለካ 80 N ይመዝናል። የብረቱ መጠን ስንት ነው? የውሃ ጥግግት = 1000 ኪ.ግ/ሜ³, በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት = 10 ሜ/ሰ².

ውይይት

የሚታወቀው፦

በአየር ውስጥ ክብደት (w) = 100 N

በውሃ ውስጥ ክብደት (w)_f) = 80 N

የውሃ ጥግግት (ρ) = 1000 ኪ.ግ/ሜ³

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

የተጠየቀው፦ የብረት መጠን

መልስ፡

F_A = 100 – 80 = 20 N

F_A = ρ ግ ቪ

20 = (1000)(10) ቪ

20 = 10.000 ቮ

5.5. 20 N የሚመዝን ነገር በፈሳሽ ውስጥ ይቀመጣል። የሚንሳፈፍ ኃይል 30 N ከሆነ እቃው ይሰምጣል፣ ይንሳፈፋል ወይስ ይንሳፈፋል?

ውይይት

የሚንሳፈፍ ኃይል ከእቃው ክብደት ይበልጣል፣ F_A > w፣ ስለዚህ እቃው እንዲንሳፈፍ።

አንድ ነገር የሚንሳፈፈው ኃይል ከእቃው ክብደት ያነሰ ከሆነ ይሰምጣል (F)_A < ወ)

VI. የጥያቄዎችን እና የመልስ ቁልፎችን ይለማመዱ

https://gurumuda.net/soal-ujian/soal-latihan-hukum-archimedes

VII. የፎርማቲቭ ፈተና ጥያቄዎች

https://gurumuda.net/soal-ujian/tes-formatif-hukum-archimedes

🙂

ዳፋር ፑስታካ