Сабақ тақырыбы: Архимед заңы. Мақсаты

Мерзімі _____________ Сынып 7А, 7Ә

Сабақ тақырыбы: Архимед заңы.

Мақсаты:

Құралдар: компьютер, интерактивті тақта, проектор, оқулықтар, есептер жинағы, Цифрлы лаборатория бағдарламасы, электронды динамометр, штатив, динамометр, суы бар ыдыс, Архимед шелегі, жүктер.

Сабақтың түрі: интерактивті кіріктірілген сабақ.

Пән аралық байланыс: математика, химия, информатика.

Сабақ барысы

Ұйымдастыру кезеңі.

Өткен материалды пысықтау

1. 
   Сорғылардың құрылысы қалай және ол қалай жұмыс істейді?
   
2. 
   Манометр атмосфералық қысымды тура көрсете ала ма?
   
3. 
   Шприцтің жұмысы қандай заңға негізделген?
   

Жаңа сабақ түсіндіру

Архимед Ежелгі Грекияның ұлы ғалымы, математигі, механигі. Ол Сицилия аралындағы Сиракуз қаласында, туып сонда өмір сүрген. Архимед астроном Фидийдің баласы деген жорамал бар. Архимед сол замандағы ірі мәдениет орталығы – Мысырды аралап, александриялық ғалымдардан, солардың ішінде Конон мен Эратосфеннен білім алған. Оның математикалық еңбектері өз заманынан озық болған, бұл еңбектері дифференциалдық және интегралдық есептеу ашылғанда (17 ғасыр) дұрыс бағаланған. Архимедтің көптеген математикалық еңбектерінің ішінен қисық сызықтардың ұзындықтарын, әр түрлі фигуралар мен денелердің көлемін және беттердің ауданын есептеу ерекше орын алды.

Архимед рычаг заңын, суда өлшеу арқылы қорытпаның құрамын анықтау тәсілін тапқан, өз атымен аталған гидростатика заңын (Архимед заңы) ашқан, жер суаратын механизмдерді, жүк көтеретін рычаг жүйелері мен блоктарды, тас ататын қамал бұзатын соғыс қондырғыларын, т.б. ойлап шығарған. Рычагтың математикалық заңын тапқанда, Архимед “Тіреу нүктесін берсеңдер, Жерді де төңкеріп тастаймын” деп айтқан екен. Архимед шығармаларының көпшілігі сақталмаған, ал оның “Эратосфенге жолдаған” хаты 1906 жылы ғана табылған. 9-11 ғасырларда Архимедтің еңбектері араб тіліне, ал 13 ғасырда олар араб тілінен латын тіліне аударылып, Батыс Еуропа елдеріне тарай бастаған. 1823 жылы Архимедтің “Шар мен цилиндр” және “Дөңгелекті өлшеу және леммалар” атты екі кітабы орыс тіліне аударылған.

Архимед ашқан жаңалығын түсіну үшін тәжірибе жасап көрейік:

Ол үшін динамометрге жүкті ілеміз нұсқаушы — бағдаршасы бар серіппе де жарайды. Бағдаршаның көрсетуін есте сақтап жүкті суға түсіреміз (динамометрден ажыратпай). Біз бағдаршаның салмақтың азайғанын көрсеткенін көреміз (1-сурет).

а	б
1-сурет

Сондықтан сұйықтың ішіндегі қандай да бір денеге әсер ететін Архимед күшін анықтау үшін, бұл денені ауада және сұйықта өлшеп, алынған мәндерінің өзгерісін анықтаймыз.

Осыны компьютер арқылы өлшеп көрейік. (цифлы динамометрмен)

Міне осы Архимед (кері итеруші) күші болып табылады.

Егер суға ауа толтырылған допты батырып, жіберіп қалсақ, онда ол доптың сол сәтте қалқып шығатынын көреміз. Тығынмен де, ағаш бөлігімен де осы құбылыс байқалады. Олардың қалқып шығуына не әсер етіп отыр?

а	б
2-сурет

Енді архимед күшінің сан мәні неге тең соған тоқталсақ.

Тәжірибе жасайық (3-сурет) 1 серіппеге кішкентай шелек (қаушақ) 2 және цилиндр формалы денені 3 ілейік. Штативтегі көрсеткіш-тілшенің орнын белгілейміз (3, a-сурет) де, денені су құйылған ыдысқа төгілетін түтікке дейін батырамыз. Бұл кезде суйықтың біраз бөлігін дене ығыстырып шығарады да ол стаканға төгіледі (3, б-сурет), оның көлемі дененің көлеміне тең. Осы кезде сұйыққа батырылған дененің салмағының азайғандығын серіппенің көрсеткішінің жоғары көтерілуі білдіреді.

a	б	в
3-сурет

Бұл заңды Архимед ашқан, сондықтан оның есімімен — Архимед заңы деп аталады.

Денеге әсер ететін Архимед күші F_А төмен қарай әсер ететін салмақ күші m_сg-мен теңеседі. (мұндағы m_с — берілген дене көлеміндегі сұйық масасы):

(1) формуласын басқа түрде жазуға болады. Сұйықтың массасы m_с оның тығыздығы ρ_с мен V_с көлемінің көбейтіндісіне тең екенін ескеріп

а	б
4-сурет

Жоғары айтылғандарды ескере отырып, Архимед заңын былай тұжырымдайды:

Сұйықтықтың барлығында, әр түрлі тереңдікте әр түрлі гидростатикалық қысым болғандықтан Архимед (кері итеруші) күші тек суда емес, басқа да кез келген сұйықта әсер етеді. Одан басқа бұл күш газдарда да әсер етеді, осы себептен әуе шары, дирижаблі ұшады.

• 
  Сұйыққа (газға) батырылған денелерге кері _____________ әсер етеді.
  
• 
  Бұл күш жоғары бағытталған, оны _______________ немесе ____________деп атайды.
  
• 
  Архимед күші дененің ауадағы және сұйықтағы ______________айырмасына тең.
  
• 
  Архимед күші дененің ығыстырып шығарған ____________________
  
• 
  Архимед заңы мына түрде жазылады: ____________
  
• 
  Архимед заңы арқылы әуеде _______, суда кемелер __________, сүңгуір қайықтар _______ .
  

Пысықтау тестері:

1. 
   б.з.б. 277-212
   
2. 
   б.з.б. 287-212
   
3. 
   б.з. 212-287
   
4. 
   б.з. 212-287
   

1. 
   төмен басушы
   
2. 
   төмен тартушы
   
3. 
   кері итеруші
   
4. 
   кері тартушы
   

1. 
   Ғ_А=pVg
   
2. 
   Ғ_А=Vg
   
3. 
   Ғ_А=mVg
   
4. 
   Ғ_А=mgh
   

1. 
   1000Н
   
2. 
   100Н
   
3. 
   10000Н
   
4. 
   10Н
   

1. 
   Дененің көлемі мен сұйықтың тығыздығына
   
2. 
   Дененің ұзындығы мен еніне
   
3. 
   Дененің тығыздығы мен массасына
   
4. 
   Ешқандай физикалық шамаға тәуелді емес.
   

Есеп шығару үлгілері: 29-жаттығу

1-есеп

Суға көлемі 100см³ болатын дене батырылған. Осы денеге әсер ететін ығыстырушы күшті анықтаңдар. Судың тығыздығы-1000кг/м³.

2-есеп.

Жауабы: денелердің көлемдері әртүрлі болғандықтан оларға әсер етуші ығыстырушы күш те әртүрлі. Көлемі көп денеге ығыстырушы күш көп болады. Керосинге батырсақ ығыстырушы күштің шамасы кемиді, себебі, керосиннің тығыздығы судың тығыздығынан кем.

Керосинге массасы 500г темір кесегі батырылған. Ығыстырушы күшті анықтаңдар. Темірдің тығыздығы -7900кг/м³, ал керосиннің тығыздығы -820кг/м³.

Жауабы:

Берілгені	ХБЖ	формуласы	шешуі
m=500г ρ(т)=7900кг/м3. ρ(к)=820кг/м3.	=0,5 кг	FА = ρ(к)Vcg. V=m/p	V=0.5/7900=6,3*10-5м3 ҒА=820*6,3*10-5*10=0,51H
т/к FА -?			Жауабы: ҒА=0,51H

Оқушыларды бағалау.