Corps flottants

Le but de la leçon: clarification des conditions de flottement des corps, en fonction de la densité de la matière et du liquide.

Tutoriels :

familiarisation par les élèves avec les notions : la condition des corps nageurs

formation d'une perception holistique de l'image scientifique du monde

Développement:

développement du style de pensée opérationnel des étudiants;

développement de la pensée synthétique des étudiants;

développement de la capacité et de l'habileté à mener une expérience;

poursuite des travaux sur le développement des compétences et capacités intellectuelles: mise en évidence de l'essentiel, analyse, capacité à tirer des conclusions, concrétisation;

Éducateurs :

formation de l'intérêt des étudiants pour l'étude de la physique;

éducation à la précision, à la capacité et à l'habileté à utiliser rationnellement son temps, à planifier ses activités.

Matériel pour le cours :

Tube à essai avec bouchon, boule de pomme de terre, pâte à modeler, eau, solution saline saturée, récipient, dynamomètre, balance avec poids

1. Introduction. Mise à jour des connaissances.

Un élève de votre classe commencera la leçon aujourd'hui. Alors écoute bien

Chez une baleine bleue, la langue pèse 3 tonnes, le foie - 1 tonne, le cœur - 600-700 kg, son sang - 10 tonnes, le diamètre de l'artère dorsale - 40 cm, dans l'estomac - 1-2 tonnes de aliments; gueule de baleine - une chambre de 24 m2.À jeté à terre, meurt presque instantanément.

Une plante intéressante vit dans l'océan Pacifique - c'est macrocystis. Sa longueur atteint 57 mètres et son poids est de 100 kilogrammes. Cette algue est appelée utriculaire. Près de chaque plaque de feuille se trouve une bulle de la taille d'une grosse pomme. La coque est épaisse, ne pas percer ! Il est gonflé étroitement, étroitement avec une sorte de gaz produit par les algues elles-mêmes. Cette plante est très utile.

L cygnes et canards, lourds et maladroits sur le rivage, mais si léger et gracieux dans l'eau.

g un air de fer coule, mais un bateau de fer flotte

2. Formulez le sujet de la leçon ???

Corps flottants

Objectifs de la leçon:

Apprenez à dériver des formules pour les conditions des corps flottants.

Apprenez à travailler avec des appareils, observez, analysez et comparez les résultats d'expériences, tirez des conclusions.

Découvrez la condition dans laquelle un corps s'enfonce dans un liquide et la condition de flottement de corps complètement immergés dans un liquide.

3.Expérience :

- J'ai entre les mains plusieurs barres et boules du même volume. Les forces de flottabilité de ces corps seront-elles les mêmes lorsqu'ils seront immergés dans l'eau ? (même)

Essayons de les mettre à l'eau. Que voyons-nous ? Certains corps se sont noyés, d'autres flottent. Pourquoi? De quoi d'autre n'avons-nous pas tenu compte lorsque nous avons parlé de l'immersion des corps dans un liquide ?

Bilan d'expérience :

Cela signifie que le fait qu'un corps coule ou non dépend non seulement de la force d'Archimède, mais aussi de la force de gravité.

4. Répétons le matériel de la dernière leçon

Quelle force s'appelle Archimède ?

De quelles quantités dépend-il ?

Quelle formule est utilisée pour le calculer ?

Sinon, comment pouvez-vous déterminer la force de flottabilité

Dans quelles unités est-il mesuré ?

Comment la force d'Archimède est-elle dirigée ?

Comment déterminer la gravité

Comment la gravité est-elle dirigée ?

Quelle est la force résultante ?

Quelle est la résultante de deux forces agissant sur la même droite et dans le même sens ? Dans des directions différentes ?

Comment un corps se comportera-t-il sous l'action de deux forces égales mais opposées ?

5. Présentation du nouveau matériel. Fixation primaire.

Regardons différentes situations

(Ft >FA) (Ft =FA) (Pi< FА)

Faire des suppositions (hypothèse)

si la force de gravité est supérieure à la force d'Archimède (Ft > FA) - le corps coule

si la force de gravité est égale à la force d'Archimède (Fт = FA) - Le corps flotte,

si la force de gravité est inférieure à la force d'Archimède (Fт< FА) ---Тело всплывает

L'hypothèse doit être testée expérimentalement.

Devant vous se trouvent divers organes et appareils.

Quels matériaux devraient être utilisés pour prouver nos hypothèses

(dynamomètre, fluide, corps)

Quelles mesures effectuer (Déterminer la force d'Archimède et la force de gravité et les comparer entre elles) ou calculer à l'aide de formules.

Remplis le tableau

A= ρ etV g =

F t = mg =

conclusion (le rapport de la gravité et de la force d'Archimède détermine la capacité du corps : à nager, couler ou flotter)

Le rapport de la gravité et de la force d'Archimède détermine la capacité du corps à flotter, couler ou flotter.

Démonstrations : 1. Un tube à essai flotte dans l'eau. 2. Une boule de pommes de terre coule dans l'eau. 3. La même boule de pomme de terre flotte dans l'eau salée. 4. Une boule de pâte à modeler coule dans l'eau 5. Un bateau en pâte à modeler flotte dans l'eau

Pour qu'un corps flotte, il faut que la force de gravité agissant sur lui soit contrebalancée par la force d'Archimède (flottant).

F t \u003d F une (1)

Force d'Archimède : F a = ρ x V x g (2)

Gravité : F t = mg = ρVg (3)

Substituons les expressions (2) et (3) dans l'égalité (1) : ρVg = ρ x V x g

En divisant les deux parties de cette égalité par g, on obtient la condition pour que les corps flottent sous une nouvelle forme :

ρV = ρ f V f

Pour que le corps flotte, dépassant partiellement de la surface du liquide, la densité du corps doit être inférieure à la densité du liquide. Lorsque la densité du corps est supérieure à la densité du liquide, le corps coule, car la gravité est supérieure à la force d'Archimède.

Analyse de l'exercice :

- Quelles substances (glace, stéarine, cire, caoutchouc, brique) vont flotter dans l'eau, le lait, le mercure ?

- À l'aide du tableau, déterminez quels métaux absorbent le mercure ? (osmium, iridium, platine, or)

Quelles substances flotteront dans le kérosène ? (liège, pin, chêne)

4. Application des conditions pour les corps flottants

A) les voiliers

"Et maintenant, nous devons expliquer pourquoi un clou en acier coule, mais un navire en acier flotte ?"

- Prenons de la pâte à modeler. Si vous le mettez dans l'eau, il coulera. Comment faire pour qu'il ne coule pas ?

B) Nager les poissons et les baleines

Comment les poissons et les baleines peuvent-ils modifier leur profondeur de plongée ? (poissons dus à une modification du volume de la vessie natatoire, baleines dues à une modification du volume des poumons, c'est-à-dire dues à la force d'Archimède)

La densité des organismes vivants habitant le milieu aquatique diffère très peu de la densité de l'eau, de sorte que leur poids est presque complètement équilibré par la force d'Archimède. Le poisson peut modifier le volume de son corps en comprimant la vessie natatoire avec les efforts des muscles pectoraux et abdominaux, modifiant ainsi la densité moyenne de son corps, grâce à laquelle il peut réguler la profondeur de sa plongée.

La vessie natatoire d'un poisson change facilement de volume. Lorsque le poisson, à l'aide de muscles, descend à une grande profondeur et que la pression de l'eau augmente, la bulle se contracte, le volume du corps du poisson diminue et il nage en profondeur. En montant, la vessie natatoire et le volume du poisson augmentent et celui-ci émerge. Ainsi, le poisson régule la profondeur de sa plongée. La vessie natatoire d'un poisson

Les baleines régulent leur profondeur de plongée en augmentant et en diminuant leur capacité pulmonaire. C'est intéressant

La densité moyenne des organismes vivants habitant le milieu aquatique diffère peu de la densité de l'eau, de sorte que leur poids est presque complètement équilibré par la force d'Archimède. Grâce à cela, les animaux aquatiques n'ont pas besoin de squelettes solides et massifs. Pour la même raison, les troncs des plantes aquatiques sont élastiques.

Les oiseaux ont une épaisse couche de plumes et de duvet qui ne laisse pas passer l'eau, qui contient une quantité importante d'air, en raison de laquelle la densité moyenne de leur corps est très faible, de sorte que les canards ne s'immergent pas dans l'eau lorsqu'ils nagent.

B) sous-marins à voile

- En raison de quoi les sous-marins peuvent monter et descendre à différentes profondeurs ? (en raison d'un changement de sa masse, et donc de la force de gravité)

D) Natation humaine en eau douce et en eau salée

La densité moyenne du corps humain est de 1030 kg/m. Un homme va-t-il nager ou se noyer dans une rivière et dans un lac salé ?

Corps de natation

203. Un nageur allongé immobile sur le dos prend une profonde inspiration et expire. Comment évolue la position du corps du nageur par rapport à la surface de l'eau ? Pourquoi?

204. Les forces de flottabilité agissant sur le même bloc de bois flottant d'abord dans l'eau puis dans le kérosène sont-elles les mêmes ?

205. Pourquoi une assiette, posée à plat sur la surface de l'eau, flotte-t-elle et s'enfonce-t-elle dans l'eau ?

206. Une bouée de sauvetage peut-elle contenir un nombre quelconque de personnes qui s'y accrochent ?

207. De lourdes plaques de plomb sont placées sur la poitrine et le dos du plongeur, et des semelles de plomb sont fixées aux chaussures. Pourquoi font-ils cela?

208. Un morceau de bois est descendu dans un vase avec de l'eau. Cela changera-t-il la pression au fond du récipient si l'eau ne se déverse pas du récipient ?

209. Un verre est rempli à ras bord d'eau. Un morceau de bois y est placé pour qu'il flotte librement. Le poids du verre changera-t-il si l'eau le remplit toujours à ras bord ?

Réponses : 203. En inspirant, le nageur émerge, en expirant, il s'enfonce plus profondément dans l'eau, car lors de la respiration, le volume de la poitrine change et la force d'Archimède change en conséquence.

(Lors de l'inspiration, le nageur émerge, en expirant, il s'enfonce plus profondément dans l'eau, car le volume de la poitrine change pendant la respiration et le poids corporel reste presque constant. Par conséquent, le volume total du corps augmente pendant l'inspiration, diminue pendant l'expiration, et le volume de la partie du corps immergée dans l'eau, ne change pas.)

204. Sont les mêmes. Le bloc flotte dans les deux liquides, ce qui signifie que la force de flottabilité dans chacun d'eux est égale à la force de gravité agissant sur lui.

206. Non, puisque la force de levage (la différence entre la force d'Archimède maximale et la force de gravité) du cercle a une valeur limitée.

207. Augmenter la force de gravité et la rendre supérieure à la force d'Archimède, sinon le plongeur ne plongera pas à la profondeur requise.

208. La pression augmentera à mesure que le niveau d'eau dans le récipient augmentera.

209. Ne changera pas, puisque le poids d'un morceau de bois est égal au poids de l'eau qu'il déplace (et verse hors du verre).

6. Tâche expérimentale.

Déterminer le poids corporel :m=

DéterminerF t selon la formule et à l'aide d'un dynamomètre, remplir le tableau.

Définir FMAISselon la formule et à l'aide d'un dynamomètre, remplir le tableau.

Formuler une conclusion (le rapport de la gravité et de la force d'Archimède détermine la capacité du corps : nager, couler ou flotter)

Remplis le tableau

A= ρ etV g =

F t = mg =

conclusion (basée sur l'expérience)

sortie (en fait)

F t =

7. Devoirs :

8. Conclusion : avec Maintenant, notre temps de cours touche à sa fin. Et même si nous n'avons pas résolu tous les problèmes, notre voyage sur les routes de la physique ne s'arrête pas !

On sait que tout corps dans un fluide est soumis à deux forces dirigées en sens opposés : la force de gravité et la force d'Archimède. La force de gravité est égale au poids du corps et est dirigée vers le bas, tandis que la force d'Archimède dépend de la densité du liquide et est dirigée vers le haut. Comment la physique explique le flottement des corps, et quelles sont les conditions pour les corps flottants à la surface et dans la colonne d'eau ?

État flottant des corps

Selon la loi d'Archimède, la condition de flottement des corps est la suivante : si la force de gravité est égale à la force d'Archimède, alors le corps peut être en équilibre n'importe où dans le liquide, c'est-à-dire flotter dans son épaisseur. Si la gravité est inférieure à la force d'Archimède, le corps sortira du liquide, c'est-à-dire flottera. Dans le cas où le poids du corps est supérieur à la force d'Archimède qui le pousse vers l'extérieur, le corps coulera au fond, c'est-à-dire coulera. La force de flottabilité dépend de la densité du liquide. Mais si le corps va flotter ou couler dépend de la densité du corps, puisque sa densité augmentera son poids. Si la densité du corps est supérieure à la densité de l'eau, alors le corps coulera. Comment être dans un tel cas ?

La densité d'un arbre sec due aux cavités remplies d'air est inférieure à la densité de l'eau et l'arbre peut flotter à la surface. Mais le fer et de nombreuses autres substances sont beaucoup plus denses que l'eau. Comment est-il possible de construire des navires en métal et de transporter diverses cargaisons par voie d'eau dans ce cas ? Et pour cet homme est venu avec un petit truc. La coque d'un navire immergé dans l'eau est rendue volumineuse et, à l'intérieur de ce navire, il y a de grandes cavités remplies d'air, ce qui réduit considérablement la densité globale du navire. Le volume d'eau déplacé par le navire est ainsi fortement augmenté, augmentant sa force de poussée, et la densité totale du navire est rendue inférieure à la densité de l'eau, de sorte que le navire peut flotter à la surface. Par conséquent, chaque navire a une certaine limite sur la masse de cargaison qu'il peut emporter. C'est ce qu'on appelle le déplacement du navire.

Distinguer déplacement à vide est la masse du navire lui-même, et déplacement- c'est le déplacement à vide plus la masse totale de l'équipage, de tous les équipements, provisions, carburant et cargaison, que ce navire peut normalement emporter sans risque de noyade par temps relativement calme.

La densité du corps des organismes vivant dans le milieu aquatique est proche de la densité de l'eau. Grâce à cela, ils peuvent être dans la colonne d'eau et nager grâce aux dispositifs qui leur sont donnés par la nature - nageoires, nageoires, etc. Un organe spécial, la vessie natatoire, joue un rôle important dans le mouvement des poissons. Le poisson peut modifier le volume de cette bulle et la quantité d'air qu'elle contient, en raison de quoi sa densité totale peut changer, et le poisson peut nager à différentes profondeurs sans subir d'inconvénients.

La densité du corps humain est légèrement supérieure à la densité de l'eau. Cependant, une personne, lorsqu'elle a une certaine quantité d'air dans ses poumons, peut aussi flotter calmement à la surface de l'eau. Si, pour des raisons d'expérience, alors que vous êtes dans l'eau, vous expirez tout l'air de vos poumons, vous commencerez lentement à couler au fond. Par conséquent, rappelez-vous toujours que nager n'est pas effrayant, il est dangereux d'avaler de l'eau et de la laisser entrer dans vos poumons, ce qui est la cause la plus fréquente de tragédies sur l'eau.

Un corps immergé dans un liquide, en plus de la gravité, est affecté par une force flottante - la force d'Archimède. Le fluide appuie sur toutes les faces du corps, mais la pression n'est pas la même. Après tout, la face inférieure du corps est plus immergée dans le liquide que la face supérieure, et la pression augmente avec la profondeur. C'est-à-dire que la force agissant sur la face inférieure du corps sera supérieure à la force agissant sur la face supérieure. Par conséquent, une force apparaît qui tente de pousser le corps hors du liquide.

La valeur de la force d'Archimède dépend de la densité du liquide et du volume de la partie du corps qui se trouve directement dans le liquide. La force d'Archimède agit non seulement dans les liquides, mais aussi dans les gaz.

Loi d'Archimède: un corps immergé dans un liquide ou un gaz est soumis à une force de flottabilité égale au poids du liquide ou du gaz dans le volume du corps. Pour calculer la force d'Archimède, il faut multiplier la densité du liquide, le volume de la partie du corps immergée dans le liquide et la valeur constante g.

Deux forces agissent sur un corps qui se trouve à l'intérieur d'un liquide : la force de gravité et la force d'Archimède. Sous l'influence de ces forces, le corps peut bouger. Il existe trois conditions pour les corps flottants :

Si la gravité est supérieure à la force d'Archimède, le corps coulera, coulera au fond.

Si la gravité est égale à la force d'Archimède, alors le corps peut être en équilibre à n'importe quel point du fluide, le corps flotte à l'intérieur du fluide.

Si la force de gravité est inférieure à la force d'Archimède, le corps va flotter, s'élever.

Corps flottants à la surface d'un liquide

En position de surface, deux forces agissent sur le corps flottant selon l'axe OZ (Fig. 1.1), c'est la force de gravité du corps g et force d'Archimède flottante Pz.

la natation, c'est-à-dire submergé . Les principaux concepts de la théorie de la navigation comprennent les suivants :

- avion à voile(I-I) - le plan de la surface libre du liquide coupant le corps;

- ligne de flottaison - la ligne d'intersection de la surface du corps et du plan de nage ;

- brouillon (y)- la profondeur d'immersion du point le plus bas du corps. Le plus grand tirant d'eau autorisé du navire y est marqué par une ligne de flottaison rouge;

- déplacement - le poids de l'eau déplacée par le navire. Le déplacement du navire à pleine charge est sa principale caractéristique technique ;

Le centre de déplacement (point D, Fig. 1.1) est le centre de gravité du déplacement par lequel passe la ligne d'action de la flottabilité d'Archimède ;

Axe de navigation (О О ") - une ligne passant par le centre de gravité C et le centre de déplacement D lorsque le corps est en équilibre.

Pour maintenir l'équilibre, l'axe de fusion doit être vertical. Si une force externe agit sur un navire flottant dans la direction transversale, par exemple la force de la pression du vent, alors le navire roulera, l'axe de navigation tournera par rapport au point C et un couple M k apparaîtra, faisant tourner le navire autour l'axe longitudinal dans le sens antihoraire (Fig. 1.2)

La stabilité d'un corps flottant dépend de la position relative des points C et D. Si le centre de gravité C est inférieur au centre de déplacement D, alors pendant la navigation de surface le corps est toujours stable, puisque le couple M k qui se produit pendant un le roulis est toujours dirigé dans le sens opposé au roulis.

Si le point C est au-dessus du point D (Fig. 1.3), alors le corps flottant peut être stable et instable. Examinons ces cas plus en détail.

Avec un roulis, le centre de déplacement D se déplace horizontalement vers le roulis, puisqu'un côté du navire déplace un plus grand volume d'eau que l'autre.

Alors la ligne d'action de la force d'Archimède flottante P z passera par le nouveau centre de déplacement D" et coupera l'axe de navigation OO" au point M, appelé métacentre. Pour formuler la condition de stabilité, on note le segment

M D 1 = b,un CD 1 =∆ , où b - rayon métacentrique; ∆- excentricité.

Condition de stabilité : le corps est stable si son rayon métacentrique est supérieur à l'excentricité, c'est-à-dire b > ∆.

L'interprétation graphique de la condition de stabilité est illustrée à la fig. 1.3, qui montre que dans le cas a) b > ∆ et le couple résultant est dirigé dans le sens opposé au roulis, et dans le cas b) on a : b< ∆ et moment M à fait tourner le corps dans le sens du roulis, c'est-à-dire le corps est instable.

Déplacement navire (navire) - la quantité d'eau déplacée par la partie sous-marine de la coque du navire (navire). Le poids de cette quantité de liquide est égal au poids de l'ensemble du navire, quels que soient sa taille, sa matière et sa forme.

Distinguer volumétrique et massif la norme, Ordinaire, Achevée, le plus grand, vide déplacement.

Déplacement Ligne de flottaison(néerlandais. ligne d'eau) - la ligne de contact d'une surface d'eau calme avec la coque d'un navire flottant. Aussi - dans la théorie du navire, un élément du dessin théorique : une coupe de la coque par un plan horizontal.

Déplacement de masse

Cylindrée standard

Déplacement normal

Déplacement complet

Déplacement maximal

Déplacement léger

Déplacement sous-marin

déplacement superficiel

Stabilité des corps flottants

La stabilité les corps flottants s'appellent leur capacité à revenir à leur position d'origine après avoir été retirés de cette position en raison de l'influence de forces externes.

Pour donner de la stabilité à un corps flottant, il est nécessaire que lorsqu'il s'écarte de la position d'équilibre, une paire de forces soit créée, qui ramènera le corps dans sa position d'origine. Une telle paire de forces ne peut être créée que par des forces g et P n Il existe trois options différentes pour l'arrangement mutuel de ces forces (Fig. 5.3).

Riz. 5.3. Stabilité des corps semi-immergés avec disposition mutuelle du centre de gravité et du centre de déplacement un et b- équilibre stable

Le centre de masse est situé en dessous du centre de déplacement Lors de la gîte, le centre de déplacement se déplace à la fois en raison d'un changement de position du corps et en raison d'un changement de forme du volume déplacé. Dans ce cas, deux forces apparaissent, s'efforçant de ramener le corps dans sa position d'origine. Par conséquent, le corps a une stabilité positive.

Le centre de masse coïncide avec le centre de déplacement- le corps aura également une stabilité positive due au déplacement du centre de déplacement dû à une modification de la forme du volume déplacé.

Le centre de masse est au-dessus du centre de déplacement.Ici, il y a deux options principales (Fig. 5.4) :

1) le point d'intersection de la force de levage avec l'axe de navigation M (métacentre) se situe en dessous du centre de masse - l'équilibre sera instable (Fig. 5.4, un);

2) le métacentre se situe au-dessus du centre de masse - l'équilibre sera stable (Fig. 5.4, b). La distance du métacentre au centre de masse est appelée hauteur métacentrique. Métacentre - le point d'intersection de la force de portance avec l'axe de navigation. Si pointe M se trouve au-dessus du point DE, alors la hauteur métacentrique est considérée comme positive si elle se situe en dessous du point DE- alors il est considéré comme négatif.

Ainsi, les conclusions suivantes peuvent être tirées :

la stabilité d'un corps à l'état semi-immergé dépend de la position relative des points M et DE(à partir de la hauteur métacentrique);

le corps sera stable si la hauteur métacentrique est positive, c'est-à-dire le métacentre est situé au-dessus du centre de gravité. Presque tous les véhicules flottants militaires sont construits avec une hauteur métacentrique de 0,3 à 1,5 m.

Riz. 5.4. Stabilité des corps semi-immergés avec la position relative du centre de gravité et du métacentre :

un- équilibre instable ; b- équilibre stable

Déplacement navire (navire) - la quantité d'eau déplacée par la partie sous-marine de la coque du navire (navire). La masse de cette quantité de liquide est égale à la masse de l'ensemble du navire, quels que soient sa taille, son matériau et sa forme.

Distinguer volumétrique et massif déplacement. Selon l'état de la charge du navire, ils distinguent la norme, Ordinaire, Achevée, le plus grand, vide déplacement.

Pour les sous-marins, il y a sous-marin déplacement et surface déplacement.

Déplacement

déplacement égal au volume de la partie sous-marine du navire (navire) à la ligne de flottaison.

Déplacement de masse

déplacement égal à la masse du navire (navire).

Cylindrée standard

déplacement d'un navire entièrement équipé (navire) avec un équipage, mais sans carburant, lubrifiants et eau potable dans des réservoirs.

Déplacement normal

une cylindrée égale à la cylindrée standard plus la moitié du carburant, des lubrifiants et de l'eau potable dans les réservoirs.

Déplacement complet

cylindrée égale à la cylindrée standard plus réserves complètes de carburant, lubrifiants, eau potable en citernes, cargaison.

Déplacement maximal

une cylindrée égale à la cylindrée standard augmentée des réserves maximales de carburant, lubrifiants, eau potable en citernes, cargaison.

Déplacement léger)

déplacement d'un navire (navire) vide, c'est-à-dire d'un navire (navire) sans équipage, carburant, ravitaillement, etc.

Déplacement sous-marin

déplacement d'un sous-marin (batyscaphe) et d'autres navires sous-marins en position immergée. Dépasse le déplacement en surface par la masse d'eau prélevée lors de l'immersion dans les ballasts principaux.

déplacement superficiel

déplacement d'un sous-marin (bathyscaphe) et d'autres navires sous-marins en position à la surface de l'eau avant immersion ou après avoir fait surface.

La nage est la capacité d'un corps à rester à la surface d'un liquide ou à un certain niveau dans un liquide.

On sait que tout corps dans un fluide est soumis à deux forces dirigées en sens opposés : la force de gravité et la force d'Archimède.

La force de gravité est égale au poids du corps et est dirigée vers le bas, tandis que la force d'Archimède dépend de la densité du liquide et est dirigée vers le haut. Comment la physique explique-t-elle le flottement des corps, et quelles sont les conditions pour que les corps flottent à la surface et dans la colonne d'eau ?

La force d'Archimède s'exprime par la formule :

Fvyt \u003d g * m bien \u003d g * ρ bien * V bien \u003d P bien,

où m w est la masse du liquide,

et P W est le poids du fluide déplacé par le corps.

Et puisque notre masse est égale à : m W = ρ W * V W, alors à partir de la formule de la force d'Archimède on voit qu'elle ne dépend pas de la densité du corps immergé, mais uniquement du volume et de la densité du fluide déplacé par le corps.

La force d'Archimède est une grandeur vectorielle. La raison de l'existence de la force de flottabilité est la différence de pression sur les parties supérieure et inférieure du corps. La pression indiquée sur la figure est P 2 > P 1 en raison d'une plus grande profondeur. Pour l'émergence de la force d'Archimède, il suffit que le corps soit immergé dans un liquide, au moins partiellement.

Ainsi, si un corps flotte à la surface d'un liquide, alors la force de flottabilité agissant sur la partie de ce corps immergée dans le liquide est égale à la gravité du corps entier. (Fa = P)

Si la gravité est inférieure à la force d'Archimède (Fa > P), alors le corps sortira du liquide, c'est-à-dire flottera.

Dans le cas où le poids du corps est supérieur à la force d'Archimède le poussant vers l'extérieur (Fa

Du rapport obtenu, des conclusions importantes peuvent être tirées :

La force de flottabilité dépend de la densité du liquide. Le fait qu'un corps coule ou flotte dans un liquide dépend de la densité du corps.

Un corps flotte complètement immergé dans un liquide si la densité du corps est égale à la densité du liquide

Le corps flotte, dépassant partiellement de la surface du liquide, si la densité du corps est inférieure à la densité du liquide

- si la densité du corps est supérieure à la densité du liquide, la nage est impossible.

Les bateaux des pêcheurs sont en bois sec dont la densité est inférieure à celle de l'eau.

Pourquoi les bateaux flottent-ils ?

La coque d'un navire immergé dans l'eau est rendue volumineuse et, à l'intérieur de ce navire, il y a de grandes cavités remplies d'air, ce qui réduit considérablement la densité globale du navire. Le volume d'eau déplacé par le navire est ainsi fortement augmenté, augmentant sa force de poussée, et la densité totale du navire est rendue inférieure à la densité de l'eau, de sorte que le navire peut flotter à la surface. Par conséquent, chaque navire a une certaine limite sur la masse de cargaison qu'il peut emporter. C'est ce qu'on appelle le déplacement du navire.