Temat :Prawo Archimedesa.

Transkrypt

1 Temat :Prawo a. Cele lekcji: - wie, że siła wyporu jest równa ciężarowi wypartej cieczy, - wie, że siła wyporu nie zależy od kształtu ciała, - wie, że siła wyporu nie zależy od masy ciała, - wie, że na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu, - zna wzór na siłę wyporu Czynności nauczyciela 1.Czynności organizacyjno- porządkowe. 2. Podanie tematu lekcji. Na dzisiejszej lekcji zapoznamy się z bardzo ważnym prawem. Proszę otworzyć zeszyty i zapisać temat lekcji. Ponieważ temat dzisiejszej lekcji jest bardzo długi, będę oceniać waszą aktywność w trakcie lekcji. Czynności ucznia. Temat: Prawo a. Narrator I Mam zaszczyt zaprosić wszystkich na wycieczkę w przeszłość. Przeniesiemy się około 2250 lat wstecz, do Syrakuz. W mieście odbywa się przedstawienie. Wśród zgromadzonych widzów jest, znakomity fizyk i matematyk. Wszyscy oczekują na przybycie króla a. Narrator II Gdy przedstawienie dobiegło końca król wezwał a do siebie. Muszę z tobą porozmawiać. Chodzi o pewną naukową kwestię, sądzę, że ty jeden potrafisz rozwiązać mój problem. Uczynię co w mojej mocy. Problem dotyczy korony, którą w tej chwili mam na głowie. Bardzo piękna złotnicza robota. Czy to czyste złoto? Nie jestem pewien uczciwości złotnika. Chciałbym sprawdzić, czy korona jest z czystego złota, czy też dodano do niej srebra. Jeśli w niej jest srebro, to ile? Narrator III wrócił do swojej pracowni, a gdy nazajutrz przyniesiono mu koronę zaczął się zastanawiać, jak rozwiązać zadanie Zanim powiemy w jaki sposób rozwiązał ten problem; proszę w grupach

2 wykonać następujące doświadczenie. Każda grupa otrzyma próbki wykonane z różnych materiałów. Proszę mi powiedzieć jaka jest objętość tych prostopadłościanów? Za pomocą siłomierza należy wyznaczyć ciężar próbki. Zapisać wynik w tabeli Następnie nie zdejmując próbki z siłomierza, zanurzyć ją całkowicie w zlewce z wodą. Przed wykonaniem doświadczenia przypomnijmy z jaką dokładnością mierzy siłomierz. Jest taka sama. Z dokładnością jednej działki. Doś. Prostopadłościany z ołowiu, z aluminium, z cynku, siłomierze, zlewki z wodą. Dane zapisujemy w tabelce. Proszę aby, każda grupa podyktowała swoje dane. Co zaobserwowaliśmy?. Co to oznacza, że wskazanie siłomierza po zanurzeniu jest mniejsze niż przed jego zanurzeniem. Jaki jest zwrot tej siły? Tę siłę nazywamy siłą wyporu. Proszę aby każda grupa obliczyła jej wartość odejmując od ciężaru bryłki w powietrzu ciężar bryłki w wodzie. Jaka jest wartość siły wyporu. do zeszytu. Czy wartość siły wyporu zależy od rodzaju materiału? Sprawdźmy, czy siła wyporu zależy od kształtu ciała? Powtórzmy poprzednie doświadczenie dla plasteliny. Mamy Trzy identyczne prostopadłościany z plasteliny. Znaną metodą wyznaczymy wartość siły wyporu w grupach. Dane proszę zapisać w tabeli nr 2. Wskazanie siłomierza w wodzie jest mniejsze. Oznacza to, że na prostopadłościan w wodzie działa jakaś siła. Zwrot tej siły jest ku górze. Jest taka sama. 1.Każde ciało zanurzone w cieczy doznaje działania siły wyporu. Wartość siły wyporu jest niezależna od rodzaju materiału, z jakiego jest zbudowane ciało. 2. Na ciało o jednakowej objętości działa taka sama siła wyporu ( w tej samej cieczy).

3 3.Wartość siły wyporu jest niezależna od kształtu ciała. Gdy weźmiemy połowę objętości plasteliny, to wartość siły wyporu jest o połowę mniejsza. Zastanówmy się czemu jest równa siła wyporu. Wykonamy jeszcze jedno doświadczenie. Każda grupa ma szczelnie zamknięty napełniony wodą woreczek foliowy. Wyznaczamy ciężar woreczka z wodą za pomocą siłomierza. Następnie zanurzamy go całkowicie w zlewce z wodą i odczytujemy wskazania siłomierza. Siłomierz wskazuje wartość siły 0 N. Czemu zatem jest równa siła wyporu. W ten sposób odkryliście bardzo ważne prawo. A mianowicie prawo a. Przenieśmy się jeszcze w przeszłość i zobaczmy jak problem z koroną rozwiązał F w = F g = m w * g m w =ρ w * V w Siła wyporu jest równa ciężarowi wypartej wody. F w = ρ w * V w * g Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu skierowana ku górze i równa ciężarowi wypartej cieczy. Ciężar korony to ciężar zawartego w niej złota i ewentualnie srebra, a objętość korony to łączna objętość tych dwóch kruszców. Wystarczy więc jak najdokładniej zważyć sześcienny daktylos czystego złota i ewentualnie czystego srebra aby stwierdzić, jaka masa każdego metalu przypada na taką objętość. Ale w jaki sposób zmierzyć objętość tej korony? Pejto Panie, woda zupełnie wystygnie. Dobrze, dobrze, już idę. Narrator IV w samą porę wszedł do łaziennej komory, bo wpuszczona w podłogę wanna była już niemal pełna Gdy się zanurzył woda

4 przepełniła wannę i rozlała się po podłodze, przy czym zamoczyły się zostawione tam przez a sandały. Gdy się zanurzyłem woda sięgała do samego brzegu wanny. To znaczy, że wylało się tyle, ile moje ciało jej wyparło Mierząc objętość wylanej wody można byłoby wyznaczyć objętość korony.. Heureka! Heureka! Heureka! Znalazłem! Znalazłem! Znalazłem! Narrator V Tak jak stał, nagi i ociekający woda wybiegł z łaźni do sieni, do bramy i na ulicę, cały czas krzycząc jak opętany: Znalazłem! Narrator VI Zadanie zostało rozwiązane. Okazało się, że złotnik dodał srebra do korony. Interesuje was pewnie los poddanego, który oszukał króla? Rozgniewany skazał go na śmierć i zgodnie z tradycją posłał mu do wypicia puchar trucizny. Jednak uratował życie złotnikowi, wstawiając się za nim u króla a. Tabele 1 Prostopadłościany z różnych materiałów Ciężar prostopadłościanu w powietrzu Ciężar prostopadłościanu w wodzie Tabela 2 kulka i prostopadłościan z plasteliny, połowa prostopadłościanu z plasteliny Kulka z plasteliny Prostopadłościan z plasteliny Prostopadłościan z połowę mniejszej objętości Ciężar plasteliny w powietrzu Ciężar plasteliny w wodzie

5 Tabela 3 woreczek foliowy Ciężar woreczka z wodą w powietrzu Ciężar woreczka z wodą w wodzie Literatura: Maria Fiałkowska, Jak uatrakcyjnić lekcje fizyki, Grażyna Francuz Ornat, Teresa Kulawik, Maria Nowotny Różańska Fizyka i astronomia dla gimnazjum W świecie materii moduł 1