Почему выталкивающая сила действующая на одно и тоже тело?

3 ответов на вопрос “Почему выталкивающая сила действующая на одно и тоже тело?”

  1. ZeridoMeN Ответить

    Плавающее тело, например судно, выталкивает объем воды из того пространства, ровно которое оно занимает вместо воды. Вес выталкиваемого объема воды равен весу судна. Плавучесть тела объясняется давлением воды.
    Многие из нас задаются вопросом почему одни и те же тела с одинаковым объемом плавают, а другие нет, то есть тонут. Вышеупомянутый куб бетона в воде однозначно утонет, а вот куб древесины будет оставаться на плаву. Давайте возьмем деревянный куб массой 500 кг. Его вес составляв 5000Н. Согласно закона Архимеда деревянный куб вытеснит такой же объем воды, как и куб бетона — 1 м3. Масса вытесненной воды останется также неизменной — 1000 кг или 1 тонна. Оказывается плавучесть деревянного куба обусловлена тем, что результирующая выталкивающая сила больше чем вес древесины. Все просто, не так ли?

    Но как на счет того, что плавающее тело, в частности наш деревянный куб, не полностью, а лишь частично погружен в воду? И воды при этом выталкивается на 1000 кг, а меньше. Этот эффект говорит как раз о уравновешивании выталкивающей силы и веса тела. Под водой находится та часть тела, которая способна создать силу выталкивания равной весу тела, находящегося над водой. Такой баланс сил и отвечает на вопрос почему тело плавает. Если начать сверху добавлять вес к плавающему телу, то объем вытесняемой жидкости растет с его выталкивающей силой растет прямо ровно на величину добавляемого веса. Как результат можно наблюдать все большее погружение тела под воду.

    Подводная лодка состоит из водонипроницаемого корпуса, под обшивкой которого расположены цистерны с балластом. При заполненных водой цистернах лодка погружается. Под водой лодка находися во взвешенном состоянии — она не тонет и не всплывает. Когда необходимо всплыть, в балластные цистерны закачивается воздух, который вытесняет воду наружу.

    Отметки на борту судна показывают, сколько груза оно способно принять для безопасного плавания. Степень погруженности судна зависит, в частности, от плотности воды, в которой оно находится.

    Зависимость плавучести от плотности тела

    Итак, мы выяснили, что в зависимости от того будет ли выталкивающая сила больше или меньше веса тела, является свойство его плавучести.
    Если выталкивающая сила больше — тело плавает, если меньше — тонет.
    Прямой связью того, будет ли тело плавать, является отношением плотности среды к плотности тела, погружаемого в эту самую среду (жидкую или газовую). Вспоминаем курс физики, — плотность тела есть отношение его массы к объему. В наших экспериментах были использовались такие вещества с соответствующими плотностями: бетон — 3000 кг/м3, дерево — 500 кг/м3 и вода 1000 кг/и3. А как же корабли, которые в большей своей массе сделаны из металлов, плотность которых существенно превышает плотность воды?

  2. Fokelv Ответить

    Материалы и оборудование:
    Литровая банка
    Сырое куриное яйцо
    Поваренная соль

    Ход эксперимента

    Я налила в банку, до половины, обычной воды из водопроводного крана. Отпустила в нее яйцо. Яйцо утонуло.

    Теория

    Все, наверное, знают, что в соленой воде плавать легче, чем в пресной. Это происходит потому, что плотность соленой воды выше. Это прекрасно видно на примере яйца. Сырое куриное яйцо тяжелее обычной пресной воды. Оно в ней будет тонуть.
    Но когда мы в раствор добавим соль, вода станет тяжелее, и яйцо станет легче жидкости, находящейся в банке – оно всплывет. Когда же мы добавим в банку еще пресной воды, то раствор станет не таким концентрированным, его плотность уменьшится, и яйцо снова утонет.

    Достала яйцо и добавила в банку 4-5 чайных ложек соли. Размешала соль, чтобы она полностью растворилась, и снова опустила в банку яйцо. Оно теперь не тонет, а плавает.

    Яйцо всплывает
    А теперь налила в стакан пресной воды и потихоньку добавляла в банку с яйцом. Я увидела, как оно сначала погружается в воду, а потом и совсем тонет.

    яйцо снова тонет
    Объяснение: По закону Архимеда, выталкивающая сила, действующая на любое тело, погруженное в жидкость или газ, зависит от плотности жидкости, ускорения свободного падения и объема погруженного тела. При добавлении соли в воду, увеличивается плотность жидкости (воды), сила Архимеда также увеличивается, и яйцо всплывает.

    Опыт 2

    Материалы и оборудование:
    Литровая банка
    Сырое куриное яйцо (Яйцо темного цвета)
    Столовый уксус (9%-ный раствор уксусной кислоты)

    Ход эксперимента

    Налила в банку столового уксуса 1-1,5 стакана. Опустила в него яйцо. Яйцо утонуло и легло на дно. Тут же оно начинает покрываться множеством пузырьков – это углекислый газ, который выделяется при реакции кислоты с кальцием, из которого состоит скорлупа.
    Через некоторое время яйцо начинает всплывать, так как пузырьки газа тянут его наверх.

    Яйцо всплыло
    При соприкосновении с воздухом пузырьки станут переходить в него, их количество уменьшится, и яйцо снова начнет тонуть. Но реакция уксуса с кальцием будет продолжаться, образуются новые пузырьки и яйцо всплывет вновь. Так будет продолжаться много раз, пока в скорлупе не закончится карбонат кальция (основной компонент его скорлупы).

    Яйцо утонуло
    Я оставила банку с плавающем в уксусе яйцом на полчаса. А потом заглянула в нее. Я увидела, что яйцо посветлело, а в банке плавает коричневая пена. Скорлупа яйца истончилась и если продержать его в уксусе достаточно долго, то она станет совсем хрупкой.

    Слева в миске контрольный экземпляр яйца. Справа – побывавший в уксусной кислоте.
    Объяснение: При образовании пузырьков на поверхности скорлупы, за счет суммарного объема пузырьков, увеличивается объем погруженного в жидкость тела, а следовательно, и выталкивающая сила, величина которой зависит от объема тела.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *