Урок по физике "Плавание судов"

Агния Барто «Мячик»

Наша Таня громко плачет: Уронила в речку мячик. - Тише, Танечка, не плачь: Не утонет в речке мяч. 

Почему не тонет мяч? Можно ли утопить мячик?

Плотность воздуха внутри 1,2 кг/м3

Определите положение тел, помещенных в жидкость.

Гайка

Парафин

H 2 O

Тело

Плотность тела

Плотность жидкости

Тонет

Плавает

Тело

лед

Плотность тела

кирпич

900

Плотность жидкости

Тонет

1000

1800

пробка

Плавает

кольцо

нет

1000

240

да

да

1000

19300

гайка

1000

нет

нет

7800

парафин

да

да

1000

900

нет

да

1000

нет

нет

да

Вывод:

• тело тонет, если …
• тело плавает, если …
• тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать, если …

А почему не тонут корабли?

Домашнее задание: Учебник: § 39;

Первые известные суда датируются появлением около 10000 лет назад, но не могут быть описаны как корабли. В древние времена люди использовали плоты, бревна из бамбука, связки тростника, наполненные воздухом шкуры животных и покрытые смолой корзины, сплетённые из веток, чтобы пересечь небольшие водоемы. Точнее говоря, первое судно было простой рамкой из палочек, скрепленных вместе и искусно покрытых сшитыми шкурами.

Когда же в середине XVII в. появились предложения заменить в судостроении дерево на железо, многим это показалось абсурдным.

Идея создания корабля из железа уходит в далекое прошлое. Еще в 1644 году французский ученый Марен Марсенн рекомендовал применять в судостроении вместо дерева железо. Однако лишь после того, как на смену кованым железным плитам пришли катаные листы, английский инженер Дж. Уилкинсон построил в 1787 году в Виллее первое железное судно длиной 21,5 м. На рубеже XVIII – XIX веков к металлическим кораблям относились как к чуду. По свидетельству современников, в 1818 году по случаю спуска на воду небольшого железного судна в Клайде (Англия) со всех концов страны устремились люди, "дабы лично убедиться в том, что судно из железа действительно может плавать по воде".

Опыт

Плотность пластилина 1400 кг/м 3 . Утонет ли он в воде?

Дело в том, что, несмотря на огромную массу, их средняя плотность по-прежнему меньше  плотности воды  (благодаря тому, что в кораблях много пустых помещений). При этом сила тя­жести, действующая на судно, уравновешивается архимедовой (выталкивающей) силой, и судно плавает.

Отчего маленькая железка в воде обязательно утонет, а большущий много палубный корабль преспокойно плавает, он ведь он тоже из железа, к тому же достаточно тяжёлый? А ведь на корабле ещё находится команда и капитан, корабли перевозят грузы или пассажиров, то есть его вес ещё увеличивается.

А секрет прост. Мы, конечно знаем, что  воздух гораздо легче, чем вода . А внутри корабля, то есть его корпуса, находится пространство, которое заполняется воздухом. Этот воздух и не позволяет кораблю утонуть и удерживает его на поверхности воды, поэтому даже большегрузные корабли преспокойно бороздят морские глади.

Именно благодаря воздуху, который как бы выталкивает корабль из воды, он не тонет, таковы законы увлекательнейшей науки - физики.

Закон Архимеда  - чем больше тело своим объемом вытесняет воды, тем большая сила, равная весу вытесненной воды, выталкивает это тело.

Та часть корабля, которая находится под водой надёжно закупорена от любого проникновения воды. А тот воздушный объем, который находится в полостях корабля выталкивает его с силой наружу, при этом сама масса корабля всеми силами тянет его вниз-вот и получается тот самый нужный баланс, который позволяет нам любоваться величаво идущим по воде кораблям. Поэтому же принципу подводные лодки, наоборот погружаются в воду.

Основные понятия

Чт обы судно могло плавать устойчиво и безопасно, его корпус должен погружать в воду лишь до определенной глубины. Глубину, на которую судно погружается в воду, называют осадкой. Осадка современных супертанкеров при полной загрузке (несколько сот тысяч тонн) может достигать 23 м (в то время как надводная часть судна составляет всего лишь 5—6 м).

Наибольшая допустимая осадка отмечается на корпусе судна красной линией и носит названием ватерлиния (от голландского слова "ватер" - вода) . При полной загрузке судна оно не должно погружаться в воду ниже ватерлинии. На бортах морских судов эта линия отмечается специальным знаком - грузовой маркой в виде круга и ряда дополнительных горизонтальных линий, показывающих предельное погружение судна (грузовую ватерлинию) в море или в реке в зависимости от времени года и района плавания.

Когда судно погружается до ватерлинии, оно вытесняет такое количество воды, что ее вес соответствует весу судна со всем грузом и называется водоизмещением. Оно измеряется в единицах силы. Однако довольно часто под водоизмещением понимают не вес, а массу вытесненной воды и измеряют в тоннах. Так, например, при весе танкера «Лиговский проспект» равный 50 000 000 Н его водоизмещение составляет 115 000 т.

Грузоподъемность показывает вес груза, перевозимого судном. Если из водоизмещения вычесть вес самого судна, получим грузоподъемность судна.

Характеристика судна

Значение

Единицы измерения

Осадка и ватерлиния

Осадка- глубина погружения судна в воду

Ватерлиния - наибольшая допустимая осадка

Водоизмещение

Вес судна с максимально возможным грузом

Грузоподъемность

Вес груза, перевозимого судном.

К ак изменится осадка корабля при переходе из реки в море? И почему?

15

Танкер России « Лиговский проспект »

Водоизмещение 115 000 т

Длина – 250 м,

Ширина – 44 м,

Осадка – 14.8 м.

Какова  грузоподъемность судна?

Грузовая марка  

• Сегодня я узнал(а)...
• Было трудно…
• Я понял(я), что…
• Я научился(ась)…
• Я смог(ла)…
• Было интересно узнать, что…
• Меня удивило…
• Мне захотелось…

Домашнее задание: Учебник: § 39;

19