Внеклассное мероприятие по физике: «Ах, эта знакомая всем вода!» Учитель физики: Нигметова Марина Юрмековна

Откуда в океане появляются плавающие ледяные гиганты?

Во всяком ли море можно утонуть?

Почему не тонут тяжёлые стальные корабли, а монета, брошенная в воду, тонет?

Как люди придумали плот?

Что такое батисфера? А батискаф?

Как поднять корабль со дна моря?

На эти и многие другие вопросы может ответить тот, кто знает условия плавания тел.

А для начала давайте послушаем сообщение.
Доклад: «Тайна острова Пасхи. Люди на плоту. Только догадки»
На далёком, затерянном в Тихом океане острове Пасхи были обнаружены таблички с надписями на неизвестном языке и колоссальные каменные изваяния людей и богов. Вес изваяний измерялся тоннами. Надписей никто не умел прочесть. Было непонятно, как это создавалось, а ещё таинственнее было то, что подобное было обнаружено, как говорится за «тридевять земель» от острова Пасхи – в Южной Америке, в Перу. Некоторые учённые высказывали предположение об общности происхождения этих фигур. Но если их делали люди одного и того же народа, то как они могли перебраться через океан в те далёкие времена?

Норвежский учёный Тур Хейердал решил доказать, что и много веков назад люди могли переплывать океан. Он отправился в Южную Америку и построил там плот, представлявший собой точную копию древних перуанских судов: десять толстых брёвен из бальзовых деревьев, связанные верёвками из растительных волокон, четырёхугольный парус, бамбуковая хижина-каюта и рулевое весло на корме.

Изучая предания и мифы полинезийцев, Хейердал установил, что многие легенды жителей острова посвящены богу и вождю Кон-тики, который некогда приплыл через океан с востока.

В честь него Хейердал и пять его товарищей назвали свой плот «Кон-тики». Более трёх месяцев продолжалось путешествие шести отважных исследователей. Около восьмисот километров проплыли они на плоту, доказав высокие мореходные качества древнего перуанского корабля. Значит, в те далёкие времена люди могли переплывать океан и перевозить какие-то предметы. Также они могли переплывать океан и заселять новые места, сохраняя своё ремесло, традиции и умения.

Об этом подвиге, совершённом во имя науки, Хейердал рассказал в своей увлекательной книге «Путешествие на «Кон-тики»».
Ведущий: Ну, а когда люди научились плавать на плотах? Об этом можно только догадываться. Ясно лишь, что к разным народам это умение пришло в разное время. Попытаемся представить себе такую картину. Всем знакомо стихотворение Некрасова «Дед Мазай и зайцы». Во время наводнения зайцы инстинктивно вскакивали на плывущие мимо них деревья.

Вероятно и люди, попав в наводнение, старались ухватиться за что-нибудь уже плывущее по воде. Постепенно они поняли, что дерево может помочь преодолевать водные преграды. Деревья могли случайно сцепиться ветвями, а человек мог заметить, что на двух стволах плыть легче, чем на одном. Может быть, так и родилась идея плота. А где-то в другом месте Земли, где росли большие и толстые деревья, человек научился плавать на дереве верхом, оседлав его, как коня. Дупло, в котором можно было сидеть, не замочив ног, возможно, послужило прообразом долблёной лодки.

Но, оказывается, люди могли спускаться на дно (на небольшие глубины) и до изобретения водолазного костюма.

Опыт, который вы только что наблюдали, показывает, что из себя представляет водолазный колокол. Он был изобретён специально, для того чтобы спускаться на дно водоёма. Но водолазный колокол сильно ограничивал передвижение под водой. Поэтому изобретение водолазного костюма в конце 20 века было большим шагом в деле изучения подводного мира. Водолазные скафандры позволяли человеку более свободно работать под водой и погружаться на глубину до 200 метров. Но и в скафандре водолаз находился в очень сильной зависимости от источника дыхания, расположенного на поверхности: воздух подавался ему по резиновому шлангу ограниченной длины.

В начале 40-вых годов 20 века известным французским учёным Жаком Ив Кусто был изобретён акваланг. Он открыл дорогу в море спортсменам-подводникам, археологам, исследователям морской флоры и фауны, геологам, океанологам и многим другим. Однако акваланг не решил всех проблем. В нём нельзя погружаться на большие глубины, где сильное давление.

Начать освоение больших глубин помогла батисфера – стальная камера шарообразной формы с герметичным входным люком несколькими иллюминаторами из прочного стекла. Опускается батисфера с надводного судна на надёжном стальном тросе. Запас воздуха хранится в баллонах, а углекислый газ и водяные пары поглощаются специальными химическими веществами.

В 1934 году американцы У. Биб и О. Бартон спустились в батисфере на рекордную для того времени глубину – 923 метра.

В конце 40-вых годов двадцатого столетия швейцарский учёный О. Пиккар построил новый подводный аппарат – батискаф, который мог самостоятельно погружаться, всплывать с больших глубин и передвигаться во всех направлениях.

В 1953 году О. Пиккар и его сын спустились в батискафе на глубину 3160 метров. А в январе 1960 года сын О. Пикара в том же батискафе, только усовершенствованном достигли глубины 10912 метров.

Батискаф пока остаётся единственным средством исследования предельных глубин океана, где, несмотря на огромное давление, существует жизнь. Но для широкого освоения океана нужны маневренные аппараты, оснащённые современными приборами – это научно-исследовательские подводные лодки.

Особенностями подводных лодок является способность длительное время неподвижно висеть над исследуемым объектом; мгновенно не разворачиваясь, менять направление движения, противостоять морскому течению.

Во многих странах создаются подводные аппараты на колёсах для передвижения по дну – аквомобили.

Жидкость выталкивает вверх все тела, погружённые в неё: и те, которые всплывают и те, которые тонут. Только ей не удаётся вытолкнуть тела, которые тонут потому что «у жидкости не хватает силы». Убедимся в этом на опыте.

• 
  Куда направлена выталкивающая сила?
  
• 
  Почему больно лежать на камешках на берегу и не больно лежать на таких же камешках в воде?
  
• 
  Почему тяжесть ведра с водой мы начинаем ощущать только с того момента, когда ведро показывается над поверхностью воды?
  

Существует легенда о том, как Архимед пришёл к открытию, что выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме тела. Сиракузский царь Гиерон поручил ему проверить честность мастера, изготовившего золотую корону. Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на неё золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими более дешёвыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь или нет.

Сначала Архимед нашёл, что кусок чистого золота в 19,3 раза тяжелее такого же объёма воды. Значит плотность золота в 19,3 раза больше плотности воды. Архимеду надо было найти плотность вещества короны. Если эта плотность оказалась бы больше плотности воды не в 19,3 раза, а в меньшее число раз, значит, корона изготовлена не из чистого золота.

Взвесить корону было легко, но как найти её объём? Ведь корона была очень сложной формы. И вот однажды, когда он, решив искупаться, погрузился в наполненную водой ванну, его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Когда он погрузился в воду, из ванной вылилась вода. Он догадался, что объём вылитой воды равен объёму его тела. Значит, таким же образом можно определить объём короны.

Архимед взвесил корону сначала в воздухе, затем в воде. По разнице в весе он рассчитал выталкивающую силу, равную весу воды в объёме короны. Определив объём короны, он смог уже вычислить её плотность. А, зная плотность ответить на вопрос царя. Легенда говорит, что плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием.
Ведущий: выталкивающая сила зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело. Чем больше плотность этой жидкости, тем больше выталкивающая сила. Например, плотность морской воды больше плотности воды из наших прудов. Значит, в морской воде выталкивающая сила больше. Говорят, что есть озеро, плотность воды в котором настолько велика, что в нём невозможно утонуть.
Опыт 4: металлический ключ на резиновой нити опустить сначала в обычную чистую воду, а затем в солёную.
Ведущий: А вот плотность льда меньше плотности воды. Лёд имеет плотность 900 кг/м³, а вода 1000 кг/м³ поэтому лёд, находясь в воде всплывает.
Опыт 5: Опустить в сосуд с водой кусок льда неправильной формы. Лёд будет плавать. Следует обратить внимание на то, что части куска льда над водой и в воде разные: большая часть льда находится под водой.
Ведущий: Как видно из опыта меньшая часть куска льда находится над поверхностью воды, а большая часть находится под водой.

Айсберг – (англ.) – ледяная гора.

Айсберг – (словарь) - отколовшийся от прибрежных ледников дрейфующий ледяной массив с глубоко погружённой подводной частью.

Поэтому айсберги представляют опасность кораблям именно своей подводной частью. 90% массы айсберга находится под водой. Размеры айсберга огромны. Над поверхностью воды поднимаются на высоту до 100 метров. Нетрудно догадаться о размерах подводной части. Ошибка экипажа корабля «Титаник» была в том, что они не учли этих данных. И эта ошибка стоила жизней полутора тысяч человек.