Методична розробка (7 клас) - лабораторна робота: «З’ясування умов плавання тіл»

 Методична розробка (7 клас) -  лабораторна робота: «З’ясування умов плавання тіл»

Мета: дослідним шляхом визначити, за яких умов тіло плаває на поверхні рідини; плаває всередині рідини; за яких умов тіло тоне в рідині.

           Теоретичні відомості

На занурене у рідину тіло діють дві сили: сила тяжіння mg, напрямлена вертикально вниз, і  виштовхувальна сила ρgV - сила Архімеда, яка напрямлена вертикально вгору. Положення тіла у рідині залежить від рівнодійної цих сил.    

         Можливі три випадки:

                   якщо mg > ρgV, то тіло тоне;

                   якщо mg < ρgV, то тіло плаває на поверхні рідини;

                   якщо mg = ρgV, то тіло перебуває у рівновазі, тобто плаває      

                       в будь-якому місці рідини.

Сила тяжіння визначається за формулою: F = mg

Архімедова сила визначається за формулою: Fa = ρgV

Середню густину тіла визначають за формулою: 

                де m – маса тіла;                      V – об’єм тіла.

                     ρ Ρгустина речовини

Обладнання: мензурка на 250 мл, терези з гирями, склянка на 250 мл, столова ложка, чайна ложка, сіль кухонна – 60…70 г, вода – 0,5 л в банці, паперові серветки.

Приклад проведення лабораторної роботи

1.  Зважити яйце – маса яйця становить 47 г.

2.  Налити 150 мл води в мензурку.

3.  Помістити яйце в мензурку за допомогою ложки і знайти його об’єм по формулі V = V₂  - V₁= = 195 – 150 = 45 мл (45 см³). Дослід показано на фото 1.

4.  Виміряти  середню густину яйця, скориставшись формулою 

                де m – маса тіла;                      V – об’єм тіла.

                     ρ Ρгустина речовини

ρ = 0,047/0,000045 =1044,4 кг/м³

5.  Налити 200 мл води в склянку і помістити яйце в склянку – воно потоне. Дослід показано на фото 2.

6.  Вийняти яйце з склянки – насипати 25…28 г кухонної солі і помістити яйце в склянку – воно буде плавати в воді посередині склянки (ширяти в воді). Спочатку розчиняємо в воді 2,5 чайні ложечки солі і проводимо перевірку – якщо яйце не зайняло положення посередині склянки, то ще добавляємо декілька грам солі. Перемішування потрібно робити вийнявши яйце з склянки. Дослід показано на фото 3.

6. Вийняти яйце з склянки – досипати ще 30 г кухонної солі (2,5…4 чайні ложки, перемішати розчин і помістити яйце в склянку – воно буде плавати в воді вверху склянки, як це показано на фото 4.

                    Фото 1                                               Фото 2 

                  Фото 3                                                Фото 4

Аналіз дослідів Висновок:

    Тіло тоне, коли його густина більша, ніж рідини, в якій воно знаходиться (див. фото 2), тіло плаває всередині рідини (ширяє в рідині), коли його густина дорівнює густині рідини в якій воно знаходиться (див. фото 3), тіло плаває, коли його густина менша ніж густина рідини в якій воно знаходиться (див. фото 4).

 Вище наведено приклад з яйцем – зрозуміло, що об’єм і маса яйця взятого для досліду учнями буде відрізнятися від приведених, навіть середня густини яйця величина може трохи відрізнятися.

Досліди з яйцем – це «класичний» варіант, проте замість яйця можливо взяти картоплину – вона також потоне в чистій воді.

Література:

1. Автор: Бабин Дмитро Святославович, Інтернет,

https://radioelectronics-ur5ydn.jimdofree.com/7-клас-лабораторніроботи-з-фізики-ii-частина/     

Автор: Бабин Дмитро Святославович