Плавание тел: Что мы узнали. Вопросы и задания

Что мы узнали

• Чем меньше отношение плотности плавающего тела к плотности жидкости, тем меньшая часть объёма тела погружена в жидкость.

• Условия плавания однородных тел: если плотность тела меньше плотности жидкости, то тело плавает, частично погрузившись в жидкость; если плотность тела равна плотности жидкости, то тело плавает, полностью погрузившись в жидкость; если плотность тела больше плотности жидкости, то тело тонет.

• Закон Архимеда для газов: на тело, находящееся в газе, действует выталкивающая сила, равная весу газа в объёме тела. Благодаря действию силы Архимеда возможно воздухоплавание.

• Воздушные шары наполняют газом, плотность которого меньше плотности окружающего воздуха: тёплым воздухом, водородом или гелием.

• Плавание судов возможно потому, что в части судна, погружённой в воду, есть большие полости, вследствие чего судно вытесняет большой объём воды.

• Глубину погружения судна в воду называют осадкой. Наибольшую допустимую осадку отмечают на борту судна ватерлинией.

• Массу судна с максимально возможным грузом называют водоизмещением судна.

• Грузоподъёмность судна равна разности между водоизмещением судна и массой этого судна без груза.

Вопросы и задания

Первый уровень

1. В воде и в керосине плавают два одинаковых деревянных бруска. Сравните действующие на бруски архимедовы силы.

2. Что общего у всех тел, плавающих в воде?

3. Бревно плавает на поверхности воды так, что выступающая из воды часть имеет больший объём, чем часть, погружённая в воду. Что можно сказать о плотности древесины?

4. Приведите примеры, когда тело: а) плавает на поверхности жидкости, б) плавает, полностью погрузившись в жидкость, в) тонет. Объясните их, используя условие плавания тел.

5. Объясните, почему основная часть айсберга находится под водой.

6. Металлический шарик тонет в ртути. Из какого металла может быть сделан этот шарик?

7. Пластина из пенопласта толщиной 10 см плавает на воде, погрузившись на 2 см. Какова плотность пенопласта?

8. Расскажите о воздушных шарах и объясните, почему они не падают на землю.

9. Объясните, почему воздушный шар надо наполнять газом, плотность которого меньше плотности окружающего воздуха.

Второй уровень

10. О не умеющем плавать говорят: плавает как топор. Может ли топор всё-таки плавать?

11. Терпящие бедствие клали иногда записку в бутылку, плотно закрывали её и пускали «на волю волн». Почему пустая плотно закрытая стеклянная бутылка плавает?

12. Какой вывод о средней плотности тела человека можно сделать из того, что человек может лежать на воде?

13. Почему плавают суда, изготовленные из материалов, плотность которых больше плотности воды?

14. Расскажите о том, что такое ватерлиния и водоизмещение судна.

15. В ртути плавает медный шарик. Где глубина погружения шарика в ртуть больше — на Земле или на Луне?

16. Человек массой 60 кг стоит на плоской льдине. Какой может быть масса льдины, если она не полностью погружена в воду?

17. Какой массы груз сможет поднять наполненный гелием воздушный шар объёмом 60 м³, если масса его оболочки 20 кг?

18. Составьте задачу на условия плавания тел, ответом которой было бы «В воде будет плавать, а в керосине утонет».

Домашняя лаборатория

1. Измерьте, какая часть деревянного бруска погружена в воду, когда он плавает. Какой вывод отсюда можно сделать о плотности дерева, из которого сделан брусок?

2. Проведите опыт с пластилиновой лодочкой, описанный в параграфе.

3. Налейте в стакан воду до половины и опустите в воду ледяной кубик из морозильника. Понаблюдайте за вашим крохотным айсбергом — какая его часть погружена в воду? Будет ли изменяться уровень воды в стакане при таянии льда? Объясните результаты вашего опыта.