Сила Архимеда. Условия плавания тел.
- Участник: Дубченко Дарья Вячеславовна
- Руководитель: Левчук Марина Владимировна
Опыт 1. Яйцо в пресной и соленой воде
Материалы и оборудование:
- Стакан с пресной водой.
- Стакан с соленой водой.
- Яйца сырые куриные.
Правила техники безопасности:
- Выполнять опыт следует в специальной одежде (перчатки, халат);
- На рабочем столе не должно быть ничего лишнего;
- Так как в опыте присутствует взаимодействие с водой, то не должно быть никаких электрических приборов.
- По окончании проведения опыта необходимо убрать рабочее место.
Цель проведения опыта: установление влияния плотности жидкости на поведение погруженного в неё тела.
Гипотеза: яйцо будет тонуть в пресной воде, но плавать в соленой, потому что пресная и соленая вода имеют разные плотности.
Ход проведения опыта и анализ результатов
Подготовка:
- наливаю воду в стаканы;
- в один из стаканов добавляю 1-2 ложки поваренной соли и размешиваю.
Проведение эксперимента:
- яйцо погружаю в стакан с пресной водой и наблюдаю, что оно тонет;
- яйцо погружаю в стакан с соленой водой и наблюдаю, что оно всплывает.
Выводы
Из условия плавания тел:
- тело будет тонуть, если Fa < Fm;
- тело будет плавать на поверхности, если Fa > Fm.
Так как я использовала одно и тоже яйцо
m1 = m2 и Fm1 = Fm2.
Fa = ρgv,
где ρ – это плотность жидкости, g-ускорение свободного падения, v – объем яйца.
По наблюдаемому результату, Fa, действующая на яйцо в соленой и пресной воде будет разная. Так как v1 = v2, Fa может быть разной только из-за плотности жидкости. Поэтому Fa1(прес) < Fm1 и Fa2(сол) > Fm2, поэтому в соленой яйцо плавает, а в пресной – тонет.
Практика, природа, интересные факты:
- речные и морские корабли имеют отличия в конструкции. Есть суда, которые используются в море и реках, но для того, чтобы осадка корабля при переходе из пресной реки с соленое море сильно не менялась, применяют различные конструкционные приспособления;
- воды Мертвого моря славятся не только совей целебностью, но и возможность для купающихся почитать лежа прямо на воде;
- при замерзании морской воды лед получается несоленым, а оставшаяся вода становится более соленой. Поэтому плотность льда меньше соленой воды, из которой его получили, поэтому он плавает на поверхности.
Опыт 2. Ареометр в жидкостях с разной плотностью
Материалы и оборудование:
- Стакан с пресной водой.
- Стакан с подсолнечным маслом.
- Стакан с мыльным раствором.
- Ареометр самодельный.
- Салфетки.
Правила техники безопасности:
- Выполнять опыт следует в специальной одежде (перчатки, халат);
- На рабочем столе не должно быть ничего лишнего;
- Так как в опыте присутствует взаимодействие с водой, то не должно быть никаких электрических приборов.
- По окончании проведения опыта необходимо убрать рабочее место.
Цель проведения опыта: градуирование ареометра и определение плотности исследуемых жидкостей.
Гипотеза: ареометр будет по разному погружаться в жидкости с разной плотностью.
Ход проведения опыта и анализ результатов
Подготовка:
- изготавливаю ареометр из пластикового шприца. Для утяжеления всыпала внутрь пшено;
- растворяю мыло в воде для мыльного раствора
- наливаю в один стакан пресную воду, в другой – подсолнечное масло, в третий – мыльный раствор.
Проведение эксперимента:
- ареометр погружаю в стакан с пресной водой и делаю отметку на нем;
- ареометр погружаю в стакан с подсолнечным маслом и делаю новую отметку на нем. Эта отметка расположена выше, чем в пресной воде;
- ареометр погружаю в стакан с мыльным раствором и делаю еще одну отметку на нем. Эта отметка расположена между двумя предыдущими.
Выводы:
Так как во всех опытах использовался один и тот же ареометр (вес не менялся), значит, на глубину его погружения влияла только сила Архимеда. Используя то, что плотность воды известна (1000 кг/м3), можно считать линию погружения в пресной воде ареометра за нулевую отметку.
По полученным данным, можно делать вывод, что плотность масла самая меньшая и по соотношению к погруженным частям равна около 850 кг/м3. А плотность мыльного раствора около 970 кг/м3.
Практика, природа, интересные факты:
- ареометры служат для измерения таких жидкостей или их смесей как кислоты, щёлочи, бензин или иные нефтепродукты, раствор сахара или соли в воде, спирта;
- в V в.н.э. ареометр называли гидроскопром и его изобретательницей считали греческую ученую Гипатию Александрийскую. Ареометр упоминался в арабских летописях в 11-м веке ареометр вспоминал Аль-Бируни, а потом в 12-м — Абдуррахман аль-Хазини;
- для определения жирности молока используют специальный ареометр – лактометр.
Опыт 3. Лед в жидкостях с различной плотностью
Материалы и оборудование:
- Стакан с подсолнечным.
- Стакан с глицерином.
- Стакан с мыльным раствором.
- Три кубика льда одинакового объема.
Правила техники безопасности:
- Выполнять опыт следует в специальной одежде (перчатки, халат);
- На рабочем столе не должно быть ничего лишнего;
- Так как в опыте присутствует взаимодействие с водой, то не должно быть никаких электрических приборов.
- По окончании проведения опыта необходимо убрать рабочее место.
Цель проведения опыта: установление влияния плотности жидкости на поведение погруженного в неё тела.
Гипотеза: кубики льда будут по разному располагаться в стаканах в зависимости от плотности налитой жидкости.
Ход проведения опыта и анализ результатов
Подготовка:
- готовлю мыльный раствор, добавляя в пресную воду мыльную стружку и растворяя ее;
- наливаю в стаканы подсолнечное масло, мыльный раствор, глицерин.
Проведение эксперимента:
- кубик льда погружаю в стакан с подсолнечным маслом и наблюдаю, что он плавает внутри;
- кубик льда погружаю в стакан с глицерином и наблюдаю, что он всплывает;
- кубик льда погружаю в стакан с мыльным раствором и наблюдаю, что он плавает внутри.
Выводы
Из условия плавания тел:
- тело будет тонуть, если Fa < Fm;
- тело будет плавать на поверхности, если Fa > Fm;
- тело будет плавать внутри, если Fa = Fm.
Так как я использовала кубики льда одинакового объема, значить их вес везде будет одинаковый.
Fa = ρgv,
где ρ – это плотность жидкости, g – ускорение свободного падения, v – объем яйца.
По наблюдаемому результату, Fa, действующая на кубик льда, будет почти одинаковая в подсолнечном масле и мыльном растворе, но другая в глицерине. Та как в подсолнечном масле и мыльном растворе лед плавает внутри, значит, их плотность почти равна плотности льда. Всплывший на поверхность глицерина кубик льда, указывает на то, что плотность глицерина больше, чем плотность льда.
Практика, природа, интересные факты:
- Плотность живых организмов, населяющих водную среду, очень мало отличается от плотности воды, поэтому их вес почти полностью уравновешивается архимедовой силой. Благодаря этому водные животные не нуждаются в столь массивных скелетах, как наземные. Но если эти животные попадают на сушу, то они погибают;
- в России «мертвые моря»: озеро Эльтон в Волгоградской области (соленость составляет – 140-200 %), озеро Баскунчак в Астраханской области (соленость составляет – 300 %), озеро Медвежье в Курганской области (соленость составляет – 350-360%), озеро Развал в Оренбургской области (соленость составляет – 300 %) и другие.
Ссылка на видео Дубченко Д. https://drive.google.com/open?id=0BydhOJRWz_8nM1lheGV0Ni04Qlk