Перейти к содержанию

Решение задач. Закон Архимеда

Расчёт выталкивающей силы. Задачи на условия плавания и равновесия тел в жидкости.

Открыт · Интерактивная модель · Презентация · Методичка

Конспект урока

Решение задач. Закон Архимеда

Закрепляем умение решать задачи на закон Архимеда и условия плавания тел.

Основные формулы

ВеличинаФормула
Сила АрхимедаFA=ρжgVпогрF_A = \rho_{\text{ж}} g V_{\text{погр}}
Сила тяжестиFтяж=mg=ρтVgF_{\text{тяж}} = m g = \rho_{\text{т}} V g
Условие плавания (поверхность)ρжgVпогр=ρтgV\rho_{\text{ж}} g V_{\text{погр}} = \rho_{\text{т}} g V
Доля объёма под водойVпогр/V=ρт/ρжV_{\text{погр}} / V = \rho_{\text{т}} / \rho_{\text{ж}}

Примеры решения задач

Задача 1. Чугунный шар объёмом 500см3500\,\text{см}^3 погружён в воду. Найдите силу Архимеда.

Дано:

  • V=500см3=5104м3V = 500\,\text{см}^3 = 5 \cdot 10^{-4}\,\text{м}^3
  • ρводы=1000кг/м3\rho_{\text{воды}} = 1000\,\text{кг/м}^3
  • g10Н/кгg \approx 10\,\text{Н/кг}

Решение: FA=ρводыgV=1000105104=5НF_A = \rho_{\text{воды}} g V = 1000 \cdot 10 \cdot 5 \cdot 10^{-4} = 5\,\text{Н}

Ответ: FA=5НF_A = 5\,\text{Н}.


Задача 2. Какая часть объёма айсберга находится под водой? Плотность льда 900кг/м3900\,\text{кг/м}^3, морской воды — 1030кг/м31030\,\text{кг/м}^3.

Решение: VпогрV=ρльдаρмор.воды=90010300,87\frac{V_{\text{погр}}}{V} = \frac{\rho_{\text{льда}}}{\rho_{\text{мор.воды}}} = \frac{900}{1030} \approx 0{,}87

Ответ: 87%\approx 87\% объёма под водой.


Задача 3. Тело массой 2кг2\,\text{кг} плавает в воде, погрузившись наполовину. Найдите объём тела.

Дано:

  • m=2кгm = 2\,\text{кг}
  • Vпогр=V/2V_{\text{погр}} = V/2
  • ρводы=1000кг/м3\rho_{\text{воды}} = 1000\,\text{кг/м}^3

Решение: FA=FтяжF_A = F_{\text{тяж}} ρводыgV2=mg\rho_{\text{воды}} g \cdot \frac{V}{2} = m g V=2mρводы=221000=0,004м3=4лV = \frac{2 m}{\rho_{\text{воды}}} = \frac{2 \cdot 2}{1000} = 0{,}004\,\text{м}^3 = 4\,\text{л}

Ответ: V=4лV = 4\,\text{л}.


Задача 4. Сосновый брусок (ρ=400кг/м3\rho = 400\,\text{кг/м}^3) плавает в воде. Какая часть его объёма находится над водой?

Решение: VпогрV=ρсосныρводы=4001000=0,4\frac{V_{\text{погр}}}{V} = \frac{\rho_{\text{сосны}}}{\rho_{\text{воды}}} = \frac{400}{1000} = 0{,}4

Над водой: 10,4=0,61 - 0{,}4 = 0{,}660% объёма.

Ответ: 60% над водой.

Задачи для самостоятельного решения

  1. Тело объёмом 200см3200\,\text{см}^3 полностью погружено в керосин (ρ=800кг/м3\rho = 800\,\text{кг/м}^3). Найдите силу Архимеда.
  2. Пробковый круг (ρ=240кг/м3\rho = 240\,\text{кг/м}^3) плавает в воде. Какая часть его объёма погружена?
  3. Тело весит в воздухе 12Н12\,\text{Н}, в воде — 7Н7\,\text{Н}. Найдите объём тела.
  4. Бревно (ρ=700кг/м3\rho = 700\,\text{кг/м}^3, V=0,1м3V = 0{,}1\,\text{м}^3) плавает в воде. Найдите объём подводной части.

Вопросы для самопроверки

  1. Сформулируйте закон Архимеда.
  2. Как найти долю объёма тела, находящуюся под водой при плавании?
  3. Тело весит в воздухе 8 Н, в воде — 5 Н. Чему равна сила Архимеда?
  4. Почему айсберг опасен для судов?
  5. Как изменится осадка корабля при переходе из пресной воды в морскую?

Демонстрация

Материалы к уроку

Материалы урока

Скачать и открыть

Учителю

2 материала

Презентация · для учителей

Презентация «Решение задач. Закон Архимеда»

FА=ρgV, условия плавания, типовые расчёты. 10 уникальных generated-кадров.

Скачать PPTX

Методичка · для учителей

Методическая разработка урока (РФ)

Расчёт выталкивающей силы. Задачи на условия плавания и равновесия тел в жидкости.

Скачать DOCX

Методическая разработка урока (РФ)

DOCX

Ученикам

1 материал

Комментарии

Войдите, чтобы оставлять комментарии.

Пока нет комментариев. Будьте первым!