Методична розробка (7 клас НУШ) - лабораторна робота № 10 «Перевірка умов плавання тіла».
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.
Лабораторна робота настільки проста, що її можливо виконати і в домашніх умовах.
Література:
1. Автор: Бабин Дмитро Святославович, Інтернет,
https://radioelectronics-ur5ydn.jimdofree.com/7-клас-лабораторні-роботи-з-фізики-ii-частина/
