Архимеддин мыйзамы боюнча окуу материалдары негизги компетенциялардан жана компетенцияга жетүү көрсөткүчтөрүнөн, окуу материалдарынан, үлгү суроолордон, практикалык суроолордон жана формативдик тесттерден турат.
A. Негизги компетенциялар
3.1 Статикалык суюктуктардын мыйзамдарын күнүмдүк жашоодо колдонуу
4.1 Статикалык суюктуктардын касиеттерин колдонгон эксперименттерди иштеп чыгуу жана жүргүзүү, анын ичинде эксперименталдык жыйынтыктарды жана аларды колдонууну презентациялоо.
B. Компетенцияга жетүү көрсөткүчтөрү
1. Суу астында калуу түшүнүгүн, Архимеддин мыйзамын жана калкып жүрүү, калкып туруу, чөгүү түшүнүгүн эстеп калуу (C1), түшүнүү (C2), колдонуу (C3), талдоо (C4) жана жыйынтыктоо (C5).
2. Суунун калкып жүрүү күчү жана Архимеддин закону боюнча (C4) суроолорду чыгаргыла жана (C6) тууралагыла
3. Архимеддин мыйзамы боюнча эксперимент жүргүзүңүз (P2).
4. Суунун калкып жүрүү күчүн жана Архимеддин мыйзамын (P3) көрсөтүңүз жана (P5) аныктаңыз.
АРХИМЕДДИН КАНУНУ
I. КИРИШҮҮ
Сиз качандыр бир кезде кемеде болдуңуз беле? Массасы өтө чоң кеме чөкпөйт, ал эми кичинекей, жеңил таш чөгүп кетиши мүмкүн. Эмне үчүн мындай?
Сол жактагы сүрөт эмне экенин билесизби? Суу астында жүрүүчү кеме – бул деңиздин бетинде калкып жүрө алган жана суу астында кала алган кеме. Суу астында жүрүүчү кеме кантип калкып жана сууга секирет?
Оң жактагы сүрөттө эмнени көрүп турасыз? Ысык аба шарлары бийиктикте уча алат. Шарлар эмне үчүн учат жана ысык аба шарын кантип учурасыз?
Кемелер деңиздин бетинде калкып, суу астында кала алышат, шарлар атмосферада, башкача айтканда, абада калкып жүргөндөй эле. Муну түшүнүү үчүн, алгач Архимеддин мыйзамын түшүнүшүңүз керек. Архимеддин мыйзамын түшүнүү үчүн, алгач калкып жүрүү түшүнүгүн түшүнүшүңүз керек.
Сүрөттүн булагы: Google.com
II. СУУДА КҮЧҮ
Кайсынысы жеңил сезилет, кургакта көтөрүлгөн ташпы же сууда көтөрүлгөн ошол эле ташпы? Эгер сиз муну эч качан башыңыздан өткөрбөгөн болсо, бул суроого жооп берүү үчүн аракет кылып көрүңүз. Кургактагы ташты көтөрүү оор, бирок ошол эле таш сууда жеңил көтөрүлөт. Бул калкып жүрүү күчүнө байланыштуу.
Нерсе суюктукка чөмүлгөндө, анын үстүндөгү суюктук менен анын астындагы суюктуктун ортосунда басым айырмасы болот. Нерсенин астындагы суюктуктун басымы анын үстүндөгү суюктукка караганда жогору болот. Калкып жүрүү ар кандай тереңдиктеги суюктуктун басымынын айырмасынан улам пайда болот.
Сүрөттө суюктуктун ичинде калкып жүргөн нерсе көрүнүп турат. Суюктуктун астындагы суюктуктун басымы нерсенин үстүндөгү суюктукка караганда жогору, анткени нерсенин астындагы суюктуктун тереңдиги нерсенин үстүндөгү суюктукка караганда чоңураак (h2 > с1).
Сүрөттөмө: FA = калкып жүрүү күчү, ρ = суюктуктун тыгыздыгы, g = тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу , V = суюктукка чөмүлгөн нерсенин көлөмү
Суу астында жүрүү күчүнүн формуласындагы ρVди тыгыздык формуласындагы m менен алмаштырыңыз :
Сүрөттөмө: m = масса, g = гравитациялык ылдамдануу, w = гравитация.
2-теңдемеге таянып, калкып чыгуучу күч (FA ) жылып чыккан суюктуктун салмагына (w) барабар. Жылып чыккан суюктуктун көлөмү суюктуктагы нерсенин көлөмүнө барабар.
III. АРХИМЕДДИН КАНУНУ
Нерсе толугу менен же жарым-жартылай суюктукка чөмүлгөндө, суюктук нерсеге өйдө карай күч (калкып жүрүү) тийгизет, мында калкып жүрүү күчүнүн чоңдугу жылдырылган суюктуктун салмагына барабар. Жылдырылган суюктуктун көлөмү суюктукка чөмүлгөн нерсенин көлөмүнө барабар.
IV. Калкып жүрүү, калкып жүрүү, чөгүү
4.1 КААЛЫП ЖҮРҮҮ
Эгерде бир нерсе суюктуктун бетинде калкып жүрсө:
1. Объекттин тартылуу күчү калкып жүрүүчү күчтөн кичине (w < F A ), же
2. Объекттин тыгыздыгы суюктуктун тыгыздыгынан кичине ( )
Эгерде калкып жүрүүчү күч тартылуу күчүнөн чоң болсо, анда пайда болгон күч нөлгө барабар эмес, Ньютондун кыймыл мыйзамдарына ылайык, объект өйдө карай жылат. Бирок чындыгында объект суюктуктун бетинде тынч абалда болот. Ньютондун биринчи мыйзамына ылайык, эгер объект тынч абалда болсо, анда
ΣFy = 0
F A – w – F a = 0
F A = w + F a
F = суюктуктун нерсеге тийгизген калкып жүрүү күчү, Fa = атмосфералык түртүү күчү , w = нерсенин салмагы.
4.2 Калкып жүрүүчү
Эгерде объект суюктуктун бетинде калкып жүрсө:
1. Нерсенин салмагы калкып жүрүүчү күчкө барабар (w = F A ), же
2. Объекттин тыгыздыгы суюктуктун тыгыздыгына барабар ( )
Ньютондун биринчи мыйзамына ылайык, эгерде объект тынч абалда болсо, анда
Σ F y = 0
F A – w = 0
F A = w
4.3 ЧӨГҮҮ
1. Объекттин тартылуу күчү калкып жүрүүчү күчтөн чоң (w > F A ), же
2. Объекттин тыгыздыгы суюктуктун тыгыздыгынан чоң ( )
Ньютондун биринчи мыйзамына ылайык, эгерде объект тынч абалда болсо, анда
Σ F y = 0
w – F A – N = 0
w = FA + N
F A = суюктуктун нерсеге тийгизген калкып жүрүү күчү, N = нерсенин негизине тийгизген нормалдуу күч , w = нерсенин тартылуу күчү.
Эмне үчүн кемелер калкып жүрөт?
Жогорудагы сүрөттөмөнү окуп чыккандан кийин, эми сиз суроого жооп берүүгө аракет кыласыз, эмне үчүн чоң массадагы кеме деңизге жеңил кум чөгүп жатканда чөкпөйт? Кум чөгөт, анткени кумдун тыгыздыгы деңиз суунун тыгыздыгынан жогору. Кеме темирден турганы менен, анын тыгыздыгы деңиз суунун тыгыздыгынан жогору болгону менен (темирдин тыгыздыгы 7874 кг/м3 , деңиз суунун тыгыздыгы 1025 кг/м3 ) , кеменин көлөмү абдан чоң болгондуктан, эгерде кеменин тыгыздыгы ρ = м/V тыгыздык формуласы менен эсептелсе, анын мааниси деңиз суунун тыгыздыгынан кичине болот.
Эгерде биз калкып жүрүү жана тартылуу күчү түшүнүктөрүн колдонсок, кемелер калкып жүрөт, анткени калкып жүрүү күчү кеменин тартылуу күчүнөн чоңураак.
Суу астында жүрүүчү кемелер кантип сууга секиришет
Суу астында сүзүүчү кеменин тыгыздыгы деңиз суунун тыгыздыгынан аз болушу керек, ошо сыяктуу эле, суу астында сүзүүчү кеменин тыгыздыгы деңиз суунун тыгыздыгынан чоң же барабар болсо, сууга түшө алат. Суу астында сүзүүчү кеменин көлөмү бирдей, андыктан ал сууга түшүп, калкып жүрүшү үчүн, суу астында сүзүүчү кеменин тыгыздыгын балласт бактарына суу жана аба куюу менен өзгөртүүгө болот. Эгер сууга түшкүңүз келсе, балласт бакына суу куюлат, ал эми суу бетине калкып чыккыңыз келсе, бактан суу алынып, бакка аба куюлат.
Суу астында сүзүүчү күч жана тартылуу күчү түшүнүгүн колдонуп, суу астында сүзүүчү кеме суу астында сүзүүчү күчтөн чоң болсо, ал сууда калкып жүрө алат. Эгерде кеменин тартылуу күчү деңиз суусунун суу астында сүзүүчү кемеге тийгизген калкып жүрүү күчүнөн чоң болсо, суу астында сүзүүчү кеме сууга түшө алат.
Ысык аба шарлары эмне үчүн жана кантип уча алат
Шарлар абада учат, анткени шардын ичинде тыгыздыгы айланасындагы абанын тыгыздыгынан кичине болгон газ бар. Ал эми, эгерде шардын ичиндеги газдын тыгыздыгы айланасындагы абанын тыгыздыгына барабар болсо, шар жерге кулап, бийик жерге учпайт.
Калкып жүрүү түшүнүгүн колдонуп, ысык аба шары көтөрүлөт, анткени калкып жүрүүчү күч шардын тартылуу күчүнөн чоң. Шардын тартылуу күчү шарга тийгизген калкып жүрүү күчүнөн чоң болгондо, шар жерге түшөт.
V. ҮЛГҮ СУРООЛОР
5.1. Жүктүн абадагы салмагы 5 Н, ал эми суюктукта өлчөнгөндөгү салмагы 4 Н. Суу көтөрүүчү күч канча?
Талкуу
Ал белгилүү:
Абадагы жүктүн салмагы (w) = 5 Н
Суудагы жүктүн салмагы (w F ) = 4 N
Суроо берилди: Суу астында жүрүү күчү ( FA )
Жооп:
Суюктукта өлчөнгөндө, жүктүн салмагынын бир бөлүгү калкып жүрүү күчүнүн таасиринен жоголот. Калып жүрүү күчүнүн чоңдугу = абадагы жүктүн салмагы менен суюктуктагы жүктүн салмагынын ортосундагы айырма.
F A = 5 – 4 = 1 Ньютон
5.2. Суу толтурулган идишке таш салынып, суунун бир бөлүгү төгүлүп калат. Төгүлгөн суунун көлөмү 0,1 м3 . Суунун тыгыздыгы = 1000 кг/м3 , тартылуу күчүнүн ылдамдануусу 10 м/с2 . Суу ташка канча калкып жүрүүчү күч таасир этет?
Талкуу
Ал белгилүү:
Төгүлгөн суунун көлөмү (V) = 0,1 м 3
Суунун тыгыздыгы ( ρ ) = 1000 кг/ м3
Тартылуу күчүнөн улам пайда болгон ылдамдануу (g) = 10 м/с 2
Суроо берилди: Суу астында жүрүү күчү ( FA )
Жооп:
F A = ρ g V = (1000) (10) (0,1) = 1000 Н
5.3. Деңиз суусу толтурулган идишке бир нерсе салынганда, деңиз суусунун бир бөлүгү 0,2 м3 чейин төгүлүп чыгат . Деңиз суусунун тыгыздыгы = 1025 кг/м3 . Тартылуу күчүнүн ылдамдануусу 10 м/с2 . Ылдамдатылган/төгүлгөн деңиз суусунун салмагын эсептегиле.
Талкуу
Ал белгилүү:
Көлөмү (V) = 0,2 м 3
Деңиз суунун тыгыздыгы (ρ) = 1025 кг/ м3.
Тартылуу күчүнөн улам пайда болгон ылдамдануу (g) = 10 м/с 2
Суроо берилди: Жылдырылган/төгүлгөн деңиз суусунун салмагы
Жооп:
Архимеддин мыйзамы боюнча, калкып жүрүүчү күчтүн чоңдугу жылдырылган/төгүлгөн деңиз суусунун салмагына барабар.
F A = ρ g V = (1025)(10)(0,2) = 2050 Н
5.4. Металл абада өлчөнгөндө 100 Н, ал эми сууда өлчөнгөндө 80 Н салмакта болот. Металлдын көлөмү канча? Суунун тыгыздыгы = 1000 кг/м3 , тартылуу күчүнүн ылдамдануусу = 10 м/ с2.
Талкуу
Ал белгилүү:
Абанын салмагы (w) = 100 Н
Суудагы салмагы (w f ) = 80 N
Суунун тыгыздыгы ( ρ) = 1000 кг/ м3
Тартылуу күчүнөн улам пайда болгон ылдамдануу (g) = 10 м/с 2
Суроо берилди: Металлдын көлөмү
Жооп:
F A = 100 – 80 = 20 N
F A = ρ g V
20 = (1000)(10) В
20 = 10.000 В
5.5. Салмагы 20 Н болгон нерсе суюктукка салынган. Эгерде калкып жүрүүчү күч 30 Н болсо, нерсе чөгүп кетеби, калкып жүрөбү же калкып жүрөбү?
Талкуу
Суу астында сүзүү күчү нерсенин салмагынан чоң, F A > w, ошондуктан нерсе калкып жүрөт.
Эгерде нерсеге карата калкып чыгуу күчү анын салмагынан аз болсо, ал чөгөт (F A < w)
VI. КӨНҮГҮҮ СУРООЛОРУ ЖАНА ЖООПТОРУНУН АЧКЫЧТАРЫ
https://gurumuda.net/soal-ujian/soal-latihan-hukum-archimedes
VII. ФОРМАТИВДҮҮ ТЕСТ СУРООЛОРУ
https://gurumuda.net/soal-ujian/tes-formatif-hukum-archimedes
🙂
