Докажи и запиши, почему спасательный круг, резиновый мяч, воздушный шарик не тонут в воде.

Светлова Ольга Дмитриевна

Учитель начальных классов

Проверено учителем

Способность тел плавать на поверхности воды объясняется фундаментальным законом физики — законом Архимеда. Ниже приведено подробное доказательство того, почему спасательный круг, мяч и воздушный шар обладают плавучестью. 1. Физическое обоснование (Закон Архимеда) Согласно закону Архимеда, на любое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила ( FAcap F sub cap A), направленная вертикально вверх. Величина этой силы рассчитывается по формуле: FA=ρжgVпcap F sub cap A equals rho sub ж center dot g center dot cap V sub пГде:

  • ρжrho sub ж — плотность жидкости (воды); gg — ускорение свободного падения; Vпcap V sub п — объем погруженной части тела.

Чтобы предмет не тонул, выталкивающая сила должна быть больше или равна силе тяжести ( Fтяжcap F sub т я ж end-sub), действующей на этот предмет: FAFтяжcap F sub cap A is greater than or equal to cap F sub т я ж end-sub2. Роль плотности Условие плавания тел можно упростить до сравнения плотностей. Предмет плавает на поверхности, если его средняя плотность меньше плотности воды ( ρтела<ρводыrho sub т е л а end-sub is less than rho sub в о д ы end-sub).

  • Плотность пресной воды составляет примерно 1000 кг/м³.
  • Плотность воздуха составляет примерно 1,2 кг/м³.

Так как спасательный круг, резиновый мяч и воздушный шарик внутри заполнены воздухом, их средняя плотность оказывается в десятки и сотни раз меньше плотности воды. 3. Разбор конкретных объектов

Объект Почему не тонет
Спасательный кругИзготавливается из легких материалов (пенопласт, пробка) или имеет полую герметичную камеру, заполненную воздухом. Его малый вес при большом объеме создает огромный запас плавучести.
Резиновый мячИмеет очень тонкую оболочку и большой внутренний объем, заполненный сжатым воздухом. Сила тяжести, действующая на тонкую резину, ничтожна по сравнению с силой Архимеда, которую вытесняет такой объем.
Воздушный шарикДаже если наполнить шарик воздухом из легких, его общая плотность будет лишь незначительно выше плотности окружающего воздуха, но все еще во много раз меньше плотности воды.

Вывод Причина плавучести данных предметов заключается в их конструкции: при относительно большом объеме они имеют крайне малую массу. В результате объем воды, который они могли бы вытеснить, весит гораздо больше, чем сами предметы. Вода буквально «выталкивает» их на поверхность, так как их средняя плотность значительно ниже плотности воды. Я могу рассчитать для вас конкретную подъемную силу или запас плавучести для предмета определенного объема, если вы укажете его параметры.

Форма ответа

Ваш аватар