Плавание судов. Воздухоплавание. Давление

1.

«Плавание судов. Воздухоплавание»,
«Давление твердых тел,
жидкостей и газов»
Физика 7 класс. Решение задач.
<a href="https://ru.freepik.com/free-vector/man-hot-air-balloon_40368432.htm">Изображение от brgfx на Freepik</a>
<a href="https://ru.freepik.com/free-vector/hand-drawn-container-ship_20289236.htm">Изображение от freepik</a>

2.

<
Повторение
Давление – это сила, действующая на единицу
площади: p = .
Закон Паскаля: давление в жидкости или газе
передается одинаково во все стороны.
Гидростатическое давление зависит от
плотности и высоты столба жидкости:
p = ρ × g × h.
Условие плавания тел: тело плавает, если = .
Его вес равен весу вытесненной жидкости.
>
Тело всплывает
=
Тело тонет
Тело плавает

3.

Плавание судов
Водоизмещение – вес воды,
вытесненной судном. Равен силе
тяжести судна с грузом.
Ватерлиния – линия соприкосновения
воды с корпусом. Показывает осадку.
Грузоподъемность – максимальный
полезный вес, который может принять
судно.
Сила Архимеда удерживает судно на
плаву: = × g × .
<a href="https://ru.freepik.com/free-vector/ship-travelling-with-montains_16399332.htm">Изображение от macrovector на Freepik</a>
Интересный факт
Крупнейшее судно – танкер
«Seawise Giant» – имело длину
458 метров!

4.

Воздухоплавание
Для полета шара сила Архимеда в воздухе должна быть
больше силы тяжести.
Подъемная сила: = - (шара с газом).
Используют легкие газы: гелий, нагретый воздух (менее
плотный).
Высоту регулируют, нагревая воздух горелкой или
сбрасывая балласт.
Пример из жизни
Метеозонды исследуют атмосферу, поднимаясь на высоту до 40 км.

5.

Формулы для решения задач
Давление твердого тела: p = [Па=Н/]
Давление жидкости: p = ρ × g × h [Па]
Сила Архимеда: = × g × [Н]
Вес тела: P = = m × g [Н]
Условие плавания: =
Плотность: ρ = [кг/]
p=
= ×g×
ρ=
=
P= =m×g
p=ρ×g×
h

6.

Пример решения задачи (давление)
Задача: какое давление оказывает на грунт гранитная колонна объемом 6 ,
если площадь основания 1,5 ?
Дано:
V=6
S = 1,5
= 2600 кг/
g ≈ 10 Н/кг
Найти: p - ?
Решение:
m = ρ × V = 2600 × 6 = 15600 кг
F = P = m × g = 15600 × 10 = 156000 Н
p = = = 104000 Па = 104 кПа
Ответ: p = 104 кПа
<a href="https://ru.freepik.com/free-vector/antique-columns-white-marble-stone-broken-pieces_5467465.htm">Изображение от vectorpocket на Freepik</a>

7.

Задача 1 (давление)
Задача: лыжник массой 60 кг стоит на снегу. Длина каждой лыжи 1,5 м,
ширина 10 см. Какое давление он оказывает?
Дано:
m = 60 кг
a = 1,5 м
b = 0,1 м
g ≈ 10 Н/кг
Решение:
= 2 × = 0,3
F = P = m × g = 60 × 10 = 600 Н
p = = = 2000 Па
Ответ: p = 2 кПа
Найти: p - ?
<a href="https://ru.freepik.com/free-vector/cartoon-character-boy-riding-ski-white_14570207.htm">Изображение от brgfx на Freepik</a>

8.

Задача 2 (давление жидкости)
Задача: водолаз опустился в море на глубину 20 м. Определите давление
воды на этой глубине. Плотность морской воды 1030 кг/.
Дано:
h = 20 м
ρ = 1030 кг/
g ≈ 10 Н/кг
Найти: p - ?
Решение:
p=ρ×g×h
p = 1030 × 10 × 20 = 206000 Па = 206 кПа
Ответ: p ≈ 206 кПа
(в 2 раза больше атмосферного).
<a href="https://ru.freepik.com/free-vector/hand-gesture-scuba-diving_3436806.htm">Изображение от brgfx на Freepik</a>

9.

Задача 3 (сила Архимеда)
Задача: в воду погружен бетонный блок объемом 0,8 . Какая выталкивающая
сила на него действует? Плотность воды 1000 кг/ .
Дано:
V = 0,8
= 1000 кг/
g ≈ 10 Н/кг
Найти: - ?
Решение:
= ×g×V
= 1000 × 10 × 0,8 = 8000 Н
Ответ: = 8 кН

10.

Задача 4 (плавание судов)
Задача: судно, войдя в порт, выгрузило 200 тонн груза. На сколько
изменилась его осадка, если площадь сечения корпуса на уровне
ватерлинии 4000 ?
Дано:
m = 200000 кг
S = 4000
ρ = 1000 кг/
g ≈ 10 Н/кг
Найти: Δh - ?
Решение:
P = m × g = 200000 × 10 = 2 000 000 Н
= P = ρ × g × ΔV => ΔV = = = 200
ΔV = S × Δh => Δh = = = 0,05 м = 5 см
Ответ: осадка уменьшилась на 5 см.

11.

Задача 5 (условие плавания)
Задача: бревно объемом 0,5 плавает в воде. Какая часть объема бревна
погружена в воду, если плотность дерева 600 кг/?
Дано:
= 0,5
= 600 кг/
= 1000 кг/
Найти: - ?
Решение:
Условие плавания: =
×g× = ×g×
Сокращаем g: = = = 0,6
Ответ: в воде погружено 0,6 (или 60%)
объема бревна.

12.

Задача 6 (воздухоплавание)
Задача: оболочка воздушного шара объемом 2000 заполнена гелием. Масса
шара с оборудованием 800 кг. Найти подъемную силу. Плотность гелия 0,18
кг/, воздуха – 1,29 кг/.
Дано:
V = 2000
= 800 кг
= 0,18 кг/
= 1,29 кг/
g ≈ 10 Н/кг
Найти: - ?
Решение:
(шара) = × g = 800 × 10 = 8000 Н
= × g × V = 1,29 × 10 × 2000 = 25800 Н
= - = 25800 - 8000 = 17800 Н
Ответ: = 17,8 кН

13.

Задача 7 (комбинированная)
Задача: камень лежит на дне сосуда, площадь которого 500 . В сосуд
налили воду объемом 2 л. На сколько увеличилась сила давления камня на
дно?
Дано:
S = 0,05
= 0,002
= 1000 кг/
g ≈ 10 Н/кг
Найти: ΔF - ?
Решение:
= = ×g=ρ×V×g
= 1000 × 0,002 × 10 = 20 Н
Эта сила дополнительно прижимает камень ко дну
Ответ: сила давления увеличилась на ΔF = 20 Н.

14.

Выводы
Давление и сила Архимеда – ключевые понятия для понимания плавания и
полета.
Условие плавания: равенство силы тяжести и силы Архимеда.
Суда и аэростаты – яркое практическое применение законов физики.
Решение задач требует четкого понимания формул.
Физика объясняет мир вокруг нас!