Արքիմեդեսի իրավունքի ուսումնական նյութեր

Ուսումնական նյութեր Արքիմեդեսի օրենքը բաղկացած է հիմնական կարողություններից և կարողությունների ձեռքբերման ցուցիչներից, ուսումնական նյութերից, նմուշային հարցերից, պրակտիկ հարցերից և ձևավորող թեստերից։

Ա. Հիմնական կարողություններ

3. 1 Ստատիկ հեղուկների օրենքների կիրառումը առօրյա կյանքում

4.1 Ստատիկ հեղուկների հատկություններն օգտագործող փորձերի նախագծում և անցկացում, ներառյալ փորձարարական արդյունքների ներկայացումը և դրանց օգտագործումը։

Բ. Կարողությունների ձեռքբերման ցուցանիշներ

1. Հիշել (C1), հասկանալ (C2), կիրառել (C3), մվերլուծել (C4)-ը և եզրակացնել (C5) լողունակության հասկացությունը, Արքիմեդեսի օրենքը և լողալու, սավառնելու, խորտակվելու հասկացությունները։

2. Լուծեք (C4) և ուղղեք (C6) հարցեր լողունակության և Արքիմեդեսի օրենքի վերաբերյալ։

3. Փորձի (P2) իրականացում hԱրքիմեդեսի օրենքը

4. Ցույց տվեք (P3)-ը և որոշեք (P5) g-նկա լողացող և hԱրքիմեդեսի օրենքը

Արքիմեդեսի օրենքը

I. ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Դուք երբևէ նավի վրա եղե՞լ եք։ Շատ մեծ զանգված ունեցող նավը չի խորտակվում, մինչդեռ փոքր, թեթև ժայռը կարող է։ Ինչո՞ւ է դա այդպես։

Գիտե՞ք, թե ինչ է ձախ կողմում պատկերված նկարը։ Սուզանավը նավ է, որը կարող է լողալ ծովի մակերեսին և նաև սուզվել ջրի տակ։ Ինչպե՞ս է սուզանավը լողում և սուզվում։

Ի՞նչ եք տեսնում աջ կողմում գտնվող պատկերում։ Օդապարիկները կարող են թռչել մեծ բարձրությունների վրա։ Ինչո՞ւ են օդապարիկները թռչում, և ինչպե՞ս է թռչում օդապարիկը։

Նավերը կարող են լողալ ծովի մակերեսին և սուզվել ջրի տակ, ինչպես օդապարիկները կարող են լողալ մթնոլորտում, այսինքն՝ օդում։ Սա հասկանալու համար նախ պետք է հասկանալ Արքիմեդեսի օրենքըԱրքիմեդեսի օրենքը հասկանալու համար նախ պետք է հասկանալ հասկացությունը Լողունակություն.

Պատկերի աղբյուր՝ Google.com

II. ԼՈՂՈՒՆԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՒԺ

Ո՞րն է ավելի թեթև զգացվում՝ ցամաքում բարձրացված քարը, թե՞ նույն քարը ջրի մեջ բարձրացվածը։ Եթե երբեք նման բան չեք զգացել, ապա պետք է փորձեք այս հարցին պատասխանելու համար։ Ավելի ծանր է քարը բարձրացնել ցամաքում, բայց նույն քարը ավելի թեթև է ջրի մեջ բարձրացվածը։ Սա պայմանավորված է լողունակության ուժով։

Երբ առարկան տեղադրվում է հեղուկի մեջ, առարկայի վերևի և ներքևի հեղուկների միջև ճնշման տարբերություն կլինի։ Առարկայի ներքևի հեղուկն ավելի մեծ ճնշում ունի, քան վերևի հեղուկը։ առարկայի վրա։ Լողունակությունը առաջանում է տարբեր խորություններում հեղուկի ճնշման տարբերությունների պատճառով։

Նկարում պատկերված է հեղուկի մեջ լողացող առարկա։ Հեղուկի տակ գտնվող հեղուկն ավելի մեծ ճնշում ունի, քան առարկայի վերևում գտնվող հեղուկը, քանի որ առարկայի տակ գտնվող հեղուկն ավելի մեծ խորություն ունի, քան առարկայի վերևում գտնվող հեղուկը (h₂ > ժ₁).

Տեղեկություն: F_A = լողունակության ուժ, ρ = հեղուկի խտություն, g = ձգողականության արագացում, V = հեղուկի մեջ ընկղմված մարմնի ծավալը

Փոխարինել ρV-ն լողունակության ուժի բանաձևում, որտեղ m-ը խտության բանաձևում է՝

Տեղեկություն: m = զանգված, g = ձգողականության արագացում, w = ձգողականություն։

Հավասարում 2-ի հիման վրա, լողունակության ուժը (F_A) հավասար է տեղահանված հեղուկի քաշին (w): VՏեղահանված հեղուկի ծավալը նույնն է, ինչ հեղուկում գտնվող մարմնի ծավալը։

III. Արքիմեդեսի օրենքը

Երբ մարմինը ամբողջությամբ կամ մասամբ ընկղմվում է հեղուկի մեջ, հեղուկը մարմնի վրա գործադրում է վերև ուղղված ուժ (լողունակություն), որտեղ լողունակության ուժի մեծությունը հավասար է տեղահանված հեղուկի քաշին։ Տեղահանված հեղուկի ծավալը հավասար է հեղուկի մեջ ընկղմված մարմնի ծավալին։

IV. ԼՈՂԱԼ, ԼՈՂԱԼ, ԽՈՐԱՆԱԼ

4.1 ԼՈՂԱՑՈՂ

Մարմինը լողում է հեղուկի մակերեսին, եթե՝

1. Առարկայի քաշը ավելի փոքր քան լողունակության ուժը (w < F_A), կամ

2. Մարմնի խտությունը փոքր է հեղուկի խտությունից ( )

Եթե ​​լողացող ուժը մեծ է ձգողականության ուժից, ապա արդյունքում առաջացող ուժը զրո չէ, Նյուտոնի շարժման օրենքների համաձայն՝ մարմինը կշարժվի վերև։ Սակայն իրականում մարմինը հանգստանում է հեղուկի մակերեսին։ Նյուտոնի առաջին օրենքի համաձայն՝ եթե մարմինը հանգստանում է, ապա

ΣF_y = 0

F_A – w – F_a = 0

F_A = w + F_a

F_A = հեղուկի կողմից առարկայի վրա ազդող լողացող ուժը, Fa = մթնոլորտային հրող ուժ, w = առարկայի քաշը։

4.2 ԼՈՂԱՑՈՂ

Մարմինը լողում է հեղուկի մակերեսին, եթե՝

1. Առարկայի քաշը հետ միասին Լողունակության ուժ (w = F)_A), կամ

2. Մարմնի խտությունը նույնն է, ինչ հեղուկի խտությունը ( ):

Նյուտոնի առաջին օրենքի համաձայն, եթե մարմինը հանգստի վիճակում է, ապա

ΣF_y = 0

F_A – w = 0

F_A = վ

4.3 Խորտակում

1. Առարկայի քաշը ավելի մեծ քան լողունակության ուժը (w > F_A), կամ

2. Մարմնի խտությունը մեծ է հեղուկի խտությունից ( )

Նյուտոնի առաջին օրենքի համաձայն, եթե մարմինը հանգստի վիճակում է, ապա

ΣF_y = 0

w – F_A – Ն = 0

w = F_A + Ն

F_A = հեղուկի կողմից առարկայի վրա ազդող լողացող ուժը, N = հիմքի կողմից մարմնի վրա ազդող նորմալ ուժը, w = առարկայի քաշը։

Ինչո՞ւ են նավերը լողում։

Վերը նշված բացատրությունն ուսումնասիրելուց հետո, այժմ դուք փորձում եք պատասխանել այն հարցին, թե ինչու՞ մեծ զանգված ունեցող նավը չի խորտակվում, մինչդեռ թեթև ավազը խորտակվում է ծովում։ Ավազը խորտակվում է, քանի որ ավազի խտությունը մեծ է ծովի ջրի խտությունից։ Մինչդեռ, նավերը, չնայած պատրաստված են երկաթից, ունեն ծովի ջրի խտությունից մեծ խտություն (երկաթի խտությունը 7874 կգ/մ է):³ , ծովի ջրի խտությունը 1025 կգ/մ² է³), սակայն նավի ծավալն այնքան մեծ է, որ նավի խտությունը, եթե հաշվարկվի խտության բանաձևով ρ = m / V-ն փոքր է ծովի ջրի խտությունից։

Եթե ​​օգտագործենք լողունակության և ձգողականության հասկացությունները, նավերը լողում են, քանի որ լողունակությունը մեծ է նավի ձգողականությունից։

Ինչպես են սուզվում սուզանավերը

Որպեսզի սուզանավի խտությունը փոքր լինի ծովի ջրի խտությունից, նմանապես, սուզանավը կարող է սուզվել, եթե նրա խտությունը մեծ է կամ հավասար է ծովի ջրի խտությանը: Սուզանավի ծավալը նույնն է, ուստի որպեսզի այն սուզվի և լողա, սուզանավի խտությունը կարող է փոխվել՝ բալաստային բաքերի մեջ ջուր և օդ լցնելով: Եթե ուզում եք սուզվել, ջուր լցրեք բալաստային բաքի մեջ, իսկ եթե ուզում եք մակերես բարձրանալ, ջուրը հանվում է բաքերից, և օդը լցվում է բաքի մեջ:

Օգտագործելով լողունակության և ձգողականության հասկացությունները, սուզանավը կարող է լողալ, եթե լողունակության ուժը մեծ է սուզանավի ձգողականության ուժից։ Սուզանավը կարող է սուզվել, եթե նավի ձգողականությունը մեծ է սուզանավի վրա ծովի ջրի կողմից գործադրվող լողունակության ուժից։

Ինչու և ինչպես կարող են թռչել տաք օդային փուչիկները

Օդապարիկները թռչում են օդում, քանի որ դրանց ներսում կա գազ, որի խտությունը փոքր է շրջապատող օդի խտությունից։ Մյուս կողմից, եթե օդապարիկի ներսում գտնվող գազի խտությունը նույնն է, ինչ շրջապատող օդի խտությունը, ապա օդապարիկը ընկնում է գետնին և չի թռչում բարձր տեղ։

Օգտագործելով լողունակության հասկացությունը, տաք օդապարիկը բարձրանում է, քանի որ լողունակության ուժը մեծ է օդապարիկի ձգողականության ուժից։ Օդապարիկը ընկնում է գետնին, երբ օդապարիկի ձգողականությունը մեծ է օդի կողմից օդապարիկի վրա ազդող լողունակության ուժից։

V. Օրինակելի հարցեր

5.1. Բեռի քաշը օդում 5 Ն է, հեղուկում չափված բեռի քաշը՝ 4 Ն: Որքա՞ն է լողացող ուժը:

Քննարկում

Հայտնի է.

Բեռի քաշը օդում (w) = 5 N

Բեռի քաշը ջրի մեջ (վտ)_F) = 4 Ն

Հարցրեց. Լողունակության ուժ (F_A)

Պատասխան՝

Երբ չափվում է հեղուկի մեջ, բեռի քաշի մի մասը կորչում է լողացող ուժի պատճառով։ Լողացող ուժի մեծությունը = օդում բեռի քաշի և հեղուկի մեջ բեռի քաշի միջև եղած տարբերությունն է։

F_A = 5 – 4 = 1 Նյուտոն

5.2. Ջրով լի տարան լցված է քարով, որի պատճառով ջրի մի մասը թափվում է։ Թափված ջրի ծավալը 0,1 մ³ է։^3.. Ջրի խտությունը = 1000 կգ/մ³, Ձգողականության արագացում՝ 10 մ/վ²Որքա՞ն լողացող ուժ է ջուրը գործադրում ժայռի վրա։

Քննարկում

Հայտնի է.

Թափված ջրի ծավալը (V) = 0,1 մ³

Ջրի խտությունը (ρ) = 1000 կգ/մ³

Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/վ²

Հարցրեց. Լողունակության ուժ (F_A)

Պատասխան՝

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

5.3. Երբ առարկան տեղադրվում է ծովի ջրով լի տարայի մեջ, ծովի ջրի մի մասը թափվում է 0,2 մ-ով։³Ծովի ջրի խտությունը = 1025 կգ/մ³Ձգողականության արագացումը 10 մ/վ է²Հաշվարկեք տեղահանված/թափված ծովի ջրի քաշը։

Քննարկում

Հայտնի է.

Ծավալը (V) = 0,2 մ³

Ծովի ջրի խտությունը (ρ) = 1025 կգ/մ³.

Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/վ²

Հարցրեց. Ծովի ջրի տեղաշարժի/թափման քաշը

Պատասխան՝

Արքիմեդեսի օրենքը նշում է, որ լողացող ուժի մեծությունը = տեղահանված/թափված ծովի ջրի քաշը

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

5.4. Մետաղի զանգվածը օդում չափելիս 100 Ն է, իսկ ջրում չափելիս՝ 80 Ն։ Որքա՞ն է մետաղի ծավալը։ Ջրի խտությունը = 1000 կգ/մ² է։³, ձգողականության արագացում = 10 մ/վ².

Քննարկում

Հայտնի է.

Քաշը օդում (w) = 100 Ն

Քաշը ջրում (վտ)_f) = 80 Ն

Ջրի խտությունը (ρ) = 1000 կգ/մ³

Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/վ²

Հարցրեց. Մետաղի ծավալ

Պատասխան՝

F_A = 100 – 80 = 20 Ն

F_A = ρ g V

20 = (1000)(10) Վ

20 = 10.000 Վ

5.5. 20 Ն քաշով մարմին է տեղադրվում հեղուկի մեջ։ Եթե լողացող ուժը 30 Ն է, արդյո՞ք մարմինն է խորտակվում, լողում է, թե՞ լողում։

Քննարկում

Լողացող ուժը մեծ է առարկայի քաշից՝ F_A > w, որպեսզի օբյեկտը լողա։

Մարմինը խորտակվում է, եթե լողացող ուժը փոքր է մարմնի քաշից (F_A <վ)

VI. ԳՈՐԾՆԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ ԵՎ ՊԱՏԱՍԽԱՆՆԵՐԻ ԲԱՆԱԼԻՆԵՐ

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

VII. ՁԵՎԱՎՈՐՈՂ ԹԵՍՏԻ ՀԱՐՑԵՐ

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

🙂

Daftar Pustaka