Архимед астроном

Күнделік сабақ жоспары
Мерзімі _____________ Сынып 7А, 7Ә
Сабақ тақырыбы: Архимед заңы.
Мақсаты:
а) білімділік: Архимед күші туралы түсінік қалыптастыру.
Архимед заңының физикалық мағынасын ашу;
ә) дамытушылық: оқушыларға Архимед заңы ұғымын дамыту. Оны
техникада, тұрмыста қолдану маңызын білу.
б) тәрбиелік: оқушыларды сауатты азамат болуға, еңбексүйгiштiкке
тәрбиелеу:
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 |

FА = Р0 — Рс сұйық.
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 |

Суға батырылған денеге түсірілген барлық күшті бір (тең әсерлі) күшпен
ауыстырамыз. Бұл күш жоғары бағытталған, оны кері итеруші күш немесе
Архимед күші деп атайды (Ең алғаш осы күштің бар екенін және оның неге
тәуелді екенін Архимед анықтады). 2, б-суретте осы күш FА деп белгіленеді.
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 |

Біз жоғарыда сұйыққа батырылған дененің салмағы, кері итеруші архимед
күшіне тең шамаға азаятындығын білеміз. Бұл шама дене ығыстырып шығарған
сұйықтың мөлшеріне байланысты ма? Бұны анықтау үшін стакандағы сұйықты 2
шелекке құяйық. Көрсеткіш-тілшенің алғашқы орнына қайтып келгенін көреміз
(3, в-сурет). Бұл дене ығыстырып шығарған сұйықтың салмағы, сұйыққа
батырылған дененің қанша салмақ жоғалтқанына тең екендігін көрсетеді.
Сұйықтағы дененің салмағы сол дененің ауадағы салмағынан кері итеруші күш
шамасына тең шамаға аз болады. Сондықтан біз қорытындылай келе мынадай
тұжырымға келеміз:
Сұйыққа батырылған денеге әсер ететін кері итеруші күш, осы дене
ығыстырып шығарған сұйықтың салмағына тең болады.
Бұл заңды Архимед ашқан, сондықтан оның есімімен — Архимед заңы деп
аталады.
Денеге әсер ететін Архимед күші FА төмен қарай әсер ететін салмақ күші
mсg-мен теңеседі. (мұндағы mс — берілген дене көлеміндегі сұйық масасы):
|  |FА = mс g. | (1) |

Бірақ салмақ күші mcg ығыстырылып шығарылған сұйықтың салмағына Рс тең.
Сонымен FA= Рс тең. Сонымен FA= Рс тең екені дәлелденді.
(1) формуласын басқа түрде жазуға болады. Сұйықтың массасы mс оның
тығыздығы ρс мен Vс көлемінің көбейтіндісіне тең екенін ескеріп
|  |FА = ρcVcg. | (2) |

Vc — ығыстырылып шыққан сұйық көлемі.
Бұл көлем дененің сұйыққа батып тұрған бөлігінің көлеміне тең болады.
Егер дене сұйыққа толығынан батып тұрса, онда сұйық көлемі дене көлемімен V
бірдей болады, ал егер жарты бөлігі батып тұрса, онда дене көлемінен V аз
болады (4-сурет).

| |
|а |б |
|4-сурет |

(2) формула газдардағы архимед күші үшін де дұрыс орындалады, тек бұл
жағдайда газ тығыздығы мен ығыстырылып шыққан газдың көлемі, сұйық орнына
алынады.
Жоғары айтылғандарды ескере отырып, Архимед заңын былай тұжырымдайды:
Тыныштық күйдегі сұйыққа (немесе газға) батырылған кез-келген денеге
сұйық (немесе газ) тарапынан кері итеруші күш әсер етеді, оның шамалы
сұйықтың немесе газ тығыздығын еркін түсу үдеуімен сұйыққа (немесе газға)
батып тұрған дене бөлігінің көлемінің көбейтіндісіне тең болады.
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.

Жаңа сабақты қорытындылау.
• 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. Архимед қай кезде өмір сүрген?
A. б.з.б. 277-212
B. б.з.б. 287-212
C. б.з. 212-287
D. б.з. 212-287
2. Сұйыққа батырылған денеге қандай күш әсер етеді
A. төмен басушы
B. төмен тартушы
C. кері итеруші
D. кері тартушы
3. Архимед заңы дұрыс жазылған теңдеу
A. ҒА=pVg
B. ҒА=Vg
C. ҒА=mVg
D. ҒА=mgh
4. Көлемі 1 м3 денені суға батырсақ қанша кері итеруші күш әсер етеді?
Судың тығыздығы -1000кг/м3.
A. 1000Н
B. 100Н
C. 10000Н
D. 10Н
5. Архимед күші қандай физикалық шамаларға тәуелді?
A. Дененің көлемі мен сұйықтың тығыздығына
B. Дененің ұзындығы мен еніне
C. Дененің тығыздығы мен массасына
D. 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.
Шешуі:
|Берілгені |ХБЖ |формуласы |шешуі |
|V=100см3 |=1*10-4м3|FА = ρcVcg. |ҒА=1000*10-4*10=1H|
|ρ=1000кг/м| | | |
|3. | | | |
|т/к FА -? | | |Жауабы: ҒА=1H |

2-есеп.
3 түрлі кубтар берілген осылардың қайсысына көбірек ығыстырушы күш әсер
етеді? Егер керосинге батырсақ ығыстырушы күштің шамасы өзгере ме?

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.

3 есеп
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 |=0,5 кг |FА = ρ(к)Vcg. |V=0.5/7900=6,3*10-|
|ρ(т)=7900кг/| |V=m/p |5м3 |
|м3. | | |ҒА=820*6,3*10-5*10|
|ρ(к)=820кг/м| | |=0,51H |
|3. | | | |
|т/к FА -? | | |Жауабы: ҒА=0,51H |

Оқушыларды бағалау.
Үй жұмысы: өткен §55. Архимед күші тақырыбын мазмұндау, 29 -жаттығу 5-9
есеп.