Ëàáîðàòîðíà ðîáîòà ¹10. Ç’ÿñóâàííÿ óìîâ ïëàâàííÿ ò³ëà

Ìàë.3.135

Íà íàø³é ïëàíåò³ ³ñíóþòü âîäîéìè, â ÿêèõ ëþäèíà ïîòîíóòè âçàãàë³ íå ìîæå (ìàë.3.135). Ó âîä³ öèõ âîäîéì âåëèêèé âì³ñò ñîëåé ³, â³äïîâ³äíî, ãóñòèíà ð³äèíè á³ëüøà çà ãóñòèíó ïð³ñíî¿ âîäè ³ ãóñòèíó ò³ëà ëþäèíè. Íàéá³ëüø â³äîìîþ ñîëîíîþ âîäîéìîþ ó ñâ³ò³ º Ìåðòâå ìîðå— âåëèêå îçåðî ì³æ ²çðà¿ëåì ³ Éîðäàí³ºþ. Ãóñòèíà éîãî âîäè ñòàíîâèòü 1190êã/ì3 .

Ïîä³áí³ âîäîéìè º é â Óêðà¿í³. Öå, çîêðåìà, â³äîìèé ñâî¿ìè ë³êóâàëüíèìè âëàñòèâîñòÿìè ëèìàí Êóÿëüíèê á³ëÿ Îäåñè.

ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÀ ÐÎÁÎÒÀ ¹10 Ç’ÿñóâàííÿ óìîâ ïëàâàííÿ ò³ëà

Çàâäàííÿ. Âñòàíîâèòè åêñïåðèìåíòàëüíî çà ÿêèõ óìîâ ò³ëî òîíå, ñïëàâຠäî ïîâåðõí³, ïëàâàº.

Ïðèëàäè ³ ìàòåð³àëè: ìåíçóðêà ç âîäîþ àáî ì³ðíèé öèë³íäð; ïîïëàâåöü (ïðîá³ðêà ç êîðêîì àáî ³íøà íåâåëèêà ºìí³ñòü, ùî ù³ëüíî çàêðèâàºòüñÿ); âàæ³ëüí³ òåðåçè ç íàáîðîì ð³çíîâàã; ñóõèé ï³ñîê; ô³ëüòðóâàëüíèé ïàï³ð; äðîòÿíèé ãà÷îê (ïåòëÿ).

ϳäãîòîâêà äî ïðîâåäåííÿ åêñïåðèìåíòó

1. Ïðèãàäàéòå. ßêó ñèëó íàçèâàþòü ñèëîþ Àðõ³ìåäà? ßê ìîæíà âèçíà÷èòè ñèëó Àðõ³ìåäà, êîëè â³äîìèé îá’ºì ò³ëà, àáî ÷àñòèíè ò³ëà, çàíóðåíîãî â ð³äèíó, òà ãóñòèíà ð³äèíè? ßê ìîæíà âèçíà÷èòè âàãó ò³ëà, âèêîðèñòàâøè âàæ³ëüí³ òåðåçè? ßê³ îñíîâí³ ïðàâèëà çâàæóâàííÿ íà âàæ³ëüíèõ òåðåçàõ? 2. Óð³âíîâàæòå òåðåçè.

3. ϳäãîòóéòå òàáëèöþ äëÿ çàíåñåííÿ ðåçóëüòàò³â âèì³ðþâàíü ³ ðîçðàõóíê³â, ÿêà ìîæå ìàòè òàêèé âèãëÿä:

Ïðîâåäåííÿ åêñïåðèìåíòó

1. Íàñèïòå ó ïðîá³ðêó ï³ñêó òðîõè ìåíøå í³æ äî ïîëîâèíè. Ù³ëüíî çàêðèéòå ¿¿ êîðêîì. 2. Âèì³ðÿéòå ìàñó ïðîá³ðêè òà âèçíà÷òå ñèëó òÿæ³ííÿ, ÿêà 䳺 íà íå¿. 3. Îáåðåæíî îïóñò³òü ïðîá³ðêó-ïîïëàâåöü ó ìåíçóðêó ç âîäîþ. ³äì³òüòå ðåçóëüòàò ñïîñòåðåæåííÿ çà ¿¿ ïîâåä³íêîþ ó âîä³. 4. Âèçíà÷òå îá’ºì âèòèñíóòî¿ ïðîá³ðêîþ âîäè òà çíà÷åííÿ ñèëè Àðõ³ìåäà, ÿêà 䳺 íà íå¿. 5. Âèòÿãí³òü ïðîá³ðêó, ï³ä÷åïèâøè ¿¿ ãà÷êîì, ç âîäè. Çàëèøêè âîäè íà ïðîá³ðö³ âèñóø³òü ô³ëüòðóâàëüíèì ïàïåðîì. 6. Ïîâòîð³òü äîñë³ä ê³ëüêà ðàç³â, â³äñèïàþ÷è ç ïðîá³ðêè ïîòðîõó ï³ñêó (ïîêè ïðîá³ðêà íå áóäå ïëàâàòè çàíóðèâøèñü ïðèáëèçíî äî ïîëîâèíè). Ùîðàçó â³äì³÷àéòå ðåçóëüòàò ¿¿ ïîâåä³íêè ó âîä³ òà âèçíà÷àéòå çíà÷åííÿ ñèëè Àðõ³ìåäà ³ ñèëè òÿæ³ííÿ, ÿê³ ä³þòü íà íå¿. 7. Çàïèø³òü çàãàëüíèé âèñíîâîê ùîäî óìîâ ïëàâàííÿ ò³ëà.

Öþ ëàáîðàòîðíó ðîáîòó ìîæíà âèêîíàòè ³ áåç âèêîðèñòàííÿ ï³ñêó. Çàì³ñòü ï³ñêó ïðîá³ðêó ÷è ³íøèé ñêëÿíèé ïîïëàâåöü ìîæíà çàïîâíþâàòè ò³ºþ æ âîäîþ. Óâåñü ³íøèé ïîðÿäîê ïðîâåäåííÿ äîñë³ä³â çàëèøàºòüñÿ òîé ñàìèé.

Íîìåð äîñë³äó

Îá’ºì âèòèñíóòî¿ ïîïëàâöåì âîäè V, ë (ñì3) Ìàñà ïîïëàâöÿ m, ã Ñèëà òÿæ³ííÿ, ÿêà 䳺 íà ïîïëàâåöü Fòÿæ, Í

Ñèëà Àðõ³ìåäà FA, Í

Ïîâåä³íêà ïîïëàâöÿ ó âîä³ (ïëàâàº, òîíå, ñïëèâàº)

1 2 3

Öåé ö³êàâèé äîñë³ä â³äîìèé âæå ìàéæå 300 ðîê³â. Éîãî ïðèïèñóþòü ôðàíöóçüêîìó â÷åíîìó Ðåíå Äåêàðòó (íà ëàòèíñüê³é ìîâ³ éîãî ïð³çâèùå Êàðòåç³é). Íà áàç³ öüîãî äîñë³äó áóëî ñòâîðåíî ³ãðàøêó— êàðòåç³àíñüêèé âîäîëàç. Âè ìîæåòå ëåãêî ¿¿ âèãîòîâèòè çà ê³ëüêà õâèëèí. ³çüì³òü ï³ïåòêó ³ ïðîçîðó ïëàñòèêîâó ïëÿøêó ç êðèøêîþ.

Íàëèéòå ó ïëÿøêó âîäó ìàéæå äî ñàìîãî ãîðëè÷êà. Íàáåð³òü ó ï³ïåòêó òàêó ê³ëüê³ñòü âîäè, ùîá âîíà ïëàâàëà, à âåðõ ¿¿ ãóìîâîãî êîâïà÷êà ëèøå íà 1—3ìì âèñòóïàâ íàä ïîâåðõíåþ âîäè. Îïóñò³òü ï³ïåòêó ó ïëÿøêó ³ çàãâèíò³òü êðèøêó. Âàø âîäîëàç ãîòîâèé. Ñòèñí³òü ïëÿøêó ðóêîþ ³ ï³ïåòêà-âîäîëàç ïî÷íå îïóñêàòèñÿ íà äíî ïëÿøêè (ìàë.3.136). Ïîñëàáòå òèñê íà ïëÿøêó ³ ï³ïåòêà ñïëèâå íà ïîâåðõíþ. Ìîæåòå îäÿãíóòè íà ï³ïåòêó “âîäîëàçíèé êîñòþì”. Ïîÿñí³òü äîñë³ä. Äëÿ öüîãî âàì íåîáõ³äíî ïðèãàäàòè çàêîí Ïàñêàëÿ ³ óìîâè ïëàâàííÿ ò³ë.

Ìàë.3.136

² ñüîãîäí³ ùå äåõòî ââàæàº, ùî ïîâ³òðÿíèé ì³õóð ïîòð³áåí ðèá³, ùîá çàíóðþâàòèñÿ ³ ñïëèâàòè. Ïðîòå äàâíî äîâåäåíî, ùî ðèáà íå ìîæå çà ñâî¿ì áàæàííÿì ðîçäóâàòè ÷è ñòèñêàòè ì³õóð. Çì³íà éîãî îá’ºìó â³äáóâàºòüñÿ ïàñèâíî, ï³ä 䳺þ çîâí³øíüîãî òèñêó âîäè. ̳õóð ëèøå äîïîìàãຠðèá³ â íåðóõîìîìó ñòàí³ çáåð³ãàòè ð³âíîâàãó, àëå öÿ ð³âíîâàãà íåñò³éêà. Çì³íè îá’ºìó ì³õóðà äëÿ ðèáè íå ëèøå íå êîðèñí³, à é øê³äëèâ³, îñê³ëüêè ìîæóòü çóìîâëþâàòè àáî øâèäêå ïàä³ííÿ íà äíî, àáî ï³äíÿòòÿ íà ïîâåðõíþ. Ìàë.3.137

Òå, ùî ïàñèâíà çì³íà îá’ºìó ì³õóðà ðèá âíàñë³äîê çì³íè òèñêó âîäè ç ãëèáèíîþ ä³éñíî ìຠì³ñöå, ï³äòâåðäæóºòüñÿ íàñòóïíèì äîñë³äîì. Ðèáêó â ïðèñïàíîìó ñòàí³ (ï³ä íàðêîçîì) ïîì³ñòèëè â çàêðèòó ïîñóäèíó ç âîäîþ (ìàë.3.137), â ÿê³é ï³äòðèìóâàâñÿ äîñòàòí³é òèñê, áëèçüêèé äî òèñêó íà ãëèáèí³ â ïðèðîäí³é âîäîéì³. Íà ïîâåðõí³ âîäè ðèáêà ëåæèòü ÷åðåâöåì äîãîðè. Êîëè ¿¿ çàíóðèòè òðîõè ãëèáøå, âîíà çíîâó ñïëèâå íà ïîâåðõíþ. ßêùî ¿¿ çàíóðèòè áëèæ÷å äî äíà, òî ðèáêà îïóñòèòüñÿ íà äíî. Àëå ³ñíóº òàêèé øàð âîäè, äå ðèáêà çàëèøàºòüñÿ â ð³âíîâàç³— íå òîíå é íå ñïëèâàº.