Nazwa szkoły: Publiczne Gimnazjum im. Książąt Pomorza Zachodniego w Trzebiatowie ID grupy: 98/46_MF_G1 Kompetencja: Zajęcia projektowe, komp. Mat - fiz Temat projektowy: Hydrostatyka – Prawo Archimedesa Semestr/rok szkolny: Semestr IV/ 2011/2012

Hydrostatyka - Prawo Archimedesa

Hydrostatyka jest to dział w fizyce zajmujący się mechaniką płynów, czyli badaniem cieczy w stanie spoczynku oraz warunków pozostawania w spoczynku cieczy znajdującej się w polu sił masowych.

Archimedes, matematyk i fizyk starożytnej Grecji, żył w latach 287 – 212 p.n.e. Do historii nauki przeszedł jako autor odkrycia zwanego dziś „Prawem Archimedesa”.

Prawo Archimedesa „Na każde ciało zanurzone w cieczy, działa siły wyporu zwrócona pionowo ku górze, równa co do wartości ciężarowi cieczy, wypartej przez to ciało”

Siła ta nazywana jest siłą wyporu Siła ta nazywana jest siłą wyporu. Jej wartość nie zależy od substancji, z której wykonane jest ciało Siła wyporu to siła skierowana ku górze, działająca na ciało zanurzone w wodzie Fw = pc * g * Vc pc – gęstość cieczy g – przyspieszenie ziemskie Vc – objętość wypartej cieczy.

Jak głosi legenda, Archimedes udał się do łaźni Jak głosi legenda, Archimedes udał się do łaźni. Gdy znalazł się w wannie, zauważył, że im bardziej zanurza się w wodzie, tym więcej wody wylewa się z wanny, a on staje się jakby lżejszy. Uniesiony radością, wyskoczył z wanny i pobiegł do domu, wołając gromkim głosem Eureka! Eureka!

Spróbowaliśmy udowodnić, że twierdzenie Archimedesa jest prawdziwe.

Przeprowadziliśmy doświadczenia, które miały udowodnić od czego zależy siła wyporu. Doświadczenie 1. Badaliśmy czy siła wyporu zależy od rodzaju substancji, z jakiej zbudowane jest ciało, a następnie czy zależy od objętości ciała. Okazało się, że dla takich samych objętości ciał (niezależnie z jakich substancji są wykonane) siła wyporu jest taka sama. Wniosek: Siła wyporu nie zależy więc od rodzaju substancji, z której wykonane jest ciało zanurzone w cieczy. Zależy jedynie od objętości zanurzonego ciała-jest tym większa, im większa jest jego objętość

Doświadczenie 2. Badaliśmy czy siła wyporu zależy od kształtu ciała. Po doświadczeniach stwierdziliśmy, że wartość siły wyporu nie zależy od kształtu ciała.

Doświadczenie 3. Czy siła wyporu zależy od gęstości cieczy, w której zanurzamy ciało? Aby odpowiedzieć na to pytanie, wykonaliśmy doświadczenie : Najpierw zmierzyliśmy siłę wyporu w zwykłej wodzie, a następnie do wody dodaliśmy kilka łyżek soli kamiennej.

Im większa gęstość tym większy ciężar wypieranej cieczy Im większa gęstość tym większy ciężar wypieranej cieczy. Równocześnie zwiększa się siła wyporu, która działa na zanurzone ciało.

Doświadczenie 4. NUREK KARTEZJUSZA Nurek pływa dzięki sile wyporu działającej na plastikowy pływak i znajdujące się w nim powietrze zgodnie z Prawem Archimedesa. Gdy zaczniemy ściskać butelkę z nurkiem, na skutek wzrostu ciśnienia wewnątrz butelki objętość pęcherzyka w nurku zmniejsza się - do nurka wpływa więcej wody przez co zwiększa on swój ciężar- zmniejsza wyporność i zaczyna tonąć. Ponieważ ciśnienie rozchodzi się w cieczy jednakowo nie ma znaczenia czy naciskamy dno, środek, czy górę butelki..

Podsumowanie na wartość siły wyporu ma wpływ objętość ciała zanurzonego w cieczy. im większa objętość ciała, tym większa będzie wartość siły wyporu na wartość siły wyporu nie ma wpływu kształt ciała. im większa gęstość cieczy tym siła wyporu jest większa.

WYKORZYSTYWANIE PRAWA ARCHIMEDESA -łodzie podwodne, statki te mają możliwość manewrowania siłą wyporu i siłą ciężkości, dzięki czemu są w stanie zanurzać się i wynurzać. -statki pływające po powierzchni, siła wyporu równoważy siłę ciężkości. Balony, sterowce – manewrując ciężarem (balast) lub wartością siły wyporu (wypuszczanie gazu nośnego, lub zmiana jego ciężaru właściwego za pomocą podgrzewania).

W prezentacji zostały wykorzystane zdjęcia doświadczeń, które wykonywaliśmy z projektu „Z matematyką i fizyką zdobywamy świat!”.