Картезианский водолаз опыт по физике почему ныряет. условия плавания тел. Картезианский водолаз. Веселый физический опыт дома

Картезианский водолаз опыт по физике почему ныряет. условия плавания тел. Картезианский водолаз. Веселый физический опыт дома

Магнитное поле Земли ежегодно ослабевает на 0,05% и если это будет продолжаться, то через ещё 2000 лет компас перестанет работать.

СТАТИСТИКА

МЫ ВКОНТАКТЕ

НЕМНОГО РЕКЛАМЫ

Наши спонсоры

Этому занимательному опыту около трехсот лет. Его приписывают французскому ученому Рене Декарту (по-латыни его фамилия – Картезий). Опыт был так популярен, что на его основе создали игрушку, которую и назвали «Картезианский водолаз».

Прибор представлял из себя стеклянный цилиндр, наполненный водой, в которой вертикально плавала фигурка человечка. Фигурка находилась в верхней части сосуда. Когда нажимали на резиновую пленку, закрывавшую верх цилиндра, фигурка медленно опускалась вниз, на дно. Когда переставали нажимать, фигурка поднималась вверх.

Рене Декарт 1596-1650 (Renatus Cartesius) и его в одолаз

Вариантов этого опыта встречается достаточно много. Сейчас рассмотрим некоторые из них…

Вариант 1. Самый простой и наглядный (на наш взгляд)

Роль водолаза будет выполнять пипетка, а сосудом послужит обыкновенная пластиковая бутылка.

Инструкция:

Наполните бутылку водой, оставив два-три миллиметра до края горлышка.

Возьмите пипетку, наберите в нее немного воды и опустите в горлышко бутылки. Она должна своим верхним резиновым концом быть на уровне или чуть выше уровня воды в бутылке. При этом нужно добиться, чтобы от легкого толчка пальцем пипетка погружалась, а потом сама снова всплывала.

Теперь, закрутив бутылку пробкой, нажмите на боковые стенки бутылки. Пипетка пойдет на дно бутылки. Ослабьте давление пальцев или ладони – она снова всплывет. Можно, регулируя силу нажатия на бутылку, заставить пипетку «зависнуть» на одном уровне.

Объяснение:

Дело в том, что мы, сжимая бутылку, передаем это давление воде. Давление в жидкостях передается во все стороны одинаково (т.е. не только в направлении сжатия, но и вверх тоже). Поэтому вода снаружи вдавилась в пипетку – пипетка стала тяжелее и утонула. При прекращении давления сжатый воздух внутри пипетки удалил лишнюю воду, наш «водолаз» стал легче и всплыл.

Когда пипетка находится на дне бутылки, легко проследить, как от усиления нажима на бутылку вода входит в пипетку, а при ослаблении нажима выходит из нее.

Как мы сделали этот вариант опыта, можете посмотреть в видеоролике:

P .S. Если в начале опыта «водолаз» Вас не слушается, значит, надо отрегулировать начальное количество воды в пипетке (добавить) или прикрепить немного груза к пипетке (в нашем опыте мы добавили маленький металлический грузик внутрь пипетки, но можно и прикрепить немного пластилина снаружи).

Вариант 2. Со стеклянной бутылкой

Описание такое же, как и в варианте № 1. Различие только в том, что для изменения давления внутри бутылки, мы давим не на боковые стенки бутылки (стеклянную бутылку мы так просто не сожмем), а на верхний слой воздуха, который находится над водой. Для этого горлышко бутылки затяните плотной и прочной пленкой (от надувного шарика, например).

При нажатии на резиновую пленку, пипетка пойдет на дно бутылки. Ослабьте давление пальца – она снова всплывет. В данном варианте опыта мы немного сжали воздух в горлышке бутылки, и это давление передалось воде. А дальше вы уже знаете.

Вариант 3. Старинный. Спички-водолазы

Этот опыт можно показать так, как его показывали наши дедушки и бабушки (в Вашем случае скорее прабабушки и прадедушки). В обычную стеклянную бутылку наливаем воду доверху и опускаем на воду несколько спичечных головок, обломанных почти у края головки, слегка варьируя длину обломка. Затыкаем горлышко бутылки плотно пальцем и нажимаем на воду (спичкам иногда лучше дать слегка поплавать, но не обязательно). И спичка, как водолаз, идет ко дну. Нажмем сильнее – за ней следует другая и т.д. Вероятно, этот вариант имеет больше “фокусности”, да и показать его в быту просто.

Вариант 4. Надувательный. Насос или легкие.

Вместо того чтобы сжимать бутылку или нажимать на мембрану сверху можно просто сильно подуть в горлышко бутылки и водолаз также потонет. В этом варианте мы передаем давление воде воздухом, который мы вдуваем. Можно смастерить устройство со шприцом или насосом, герметично присоединив их к пробке бутылки. При нажатии на поршень шприца – поплавок тонет, а при оттягивании поршня – всплывает.

или

Картезианский водолаз. Опыт Плато.

Дополнительный материал для 7 класса.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Картезианский водолаз. Цель обучения физики конкретна, Уметь на практике все знания применять, И важно помнить – роль эксперимента Должна на первом месте устоять.

Картезианский водолаз. Картезианский водолаз – это классический научный эксперимент, названный в честь французского учёного – Рене Декарта, и демонстрирующий принцип плавучести.

Рене Декарт ( Картезиус ) (1596-1650)

Балластные цистерны подводных лодок.

Опыт Жозефа Плато. Есть опыт – занимательный! И, если ты внимательный, Умом самостоятельный И с физикой на “ ты ” То опыт занимательный, Весёлый, увлекательный Тебе откроет тайны и новые мечты.

Жозеф Плато (1801-1883)

Опыт Жозефа Плато.

Опыт Жозефа Плато.

Опыт Жозефа Плато.

Спасибо за внимание.

Предварительный просмотр:

О том, что физика наука молодая,
Сказать определённо здесь нельзя.
И в древности науку познавая,
Стремились постигать её всегда.
Цель обучения физики конкретна,
Уметь на практике все знания
применять,
И важно помнить – роль
эксперимента
Должна на первом месте устоять.

Законы физики основаны на фактах, установленных экспериментальным опытным путём. Изучение физики предполагает широкое использование экспериментов.
Картезианский водолаз – это классический научный эксперимент, названный в честь французского учёного Рене Декарта и наглядно демонстрирующий принципы плавучести.
Рене Декарт (на латыни его фамилия звучит как Картезиус) – математик, физик, физиолог и философ, изучая гидростатические явления, впервые сконструировал и продемонстрировал действие прибора, на основе которого позже создали игрушку, которую и назвали в его честь – Картезианский водолаз. Прибор – стеклянный цилиндр, наполненный водой, в которой вертикально плавала полая стеклянная фигурка человечка. Фигурка находилась в верхней части сосуда. Когда нажимали на мембрану – резиновую плёнку, закрывающую верх цилиндра фигурка медленно опускалась вниз на дно. Когда переставали нажимать на мембрану, фигурка поднималась вверх.
Вариантов проведения физического опыта Картезианский водолаз (другое название – Декартов поплавок) много. Самый простой и наглядный – опыт с пипеткой. Наливаем в пластиковую бутылку теплую воду и опускаем внутрь бутылки пипетку, предварительно набрав в неё немного воды. Пипетка должна плавать, чуть-чуть выступая над уровнем воды. Закрываем бутылку крышкой и плотно завинчиваем. Сжимаем бутылку – пипетка опускается на дно, прекращаем нажимать – пипетка поднимается наверх. Почему это происходит? Сжимая бутылку, мы передаём это давление воде. Давление повышается. Давление в жидкостях передаётся во все стороны одинаково ( закон Паскаля ). Вода снаружи вдавливается в пипетку – пипетка стала тяжелей и утонула. При прекращении давления на бутылку, сжатый воздух внутри пипетки удалил лишнюю воду и пипетка всплыла.
Тела внутри жидкости, например, подводные лодки и батискафы, плавают если их плотность равна плотности окружающей жидкости. Эту плавучесть, т.е. свойство, погружённого в жидкость тела оставаться в равновесии, можно регулировать, изменяя среднюю плотность. Для подводных лодок это делают путём продувки балластных цистерн.
Опыт Картезианский водолаз служит для исследования условий плавания тел и демонстрации закона Архимеда.

Предварительный просмотр:

Опыт Жозефа Плато.

Есть опыт – занимательный!
И, если ты внимательный,
Умом самостоятельный
И с физикой на “ты”.
То опыт занимательный,
Весёлый, увлекательный
Тебе откроет тайны и новые мечты.

Мы привыкли думать, что жидкость не имеет никакой собственной формы. Но это не так. Естественная форма любой жидкости – шар. Но сила тяжести мешает жидкостям принимать эту форму, она либо растекается тонким слоем, либо принимает форму сосуда, в который налита. Находясь внутри другой жидкости такого же удельного веса, жидкость по закону Архимеда, теряет свой вес: она словно ничего не весит, сила тяжести на неё не действует и тогда жидкость принимает естественную шарообразную форму.
Опыт бельгийского физика Жозефа Антуана Фердинанда Плато показывает, как под действием сил поверхностного натяжения жидкость превращается в шар. Плато впервые произвёл опыт, показывающий, что масло внутри сосуда с разбавленным спиртом собирается в шар, который не тонет и не всплывает. При быстром вращении этого шара от него отделяется кольцо, которое в свою очередь разрывается на части. Образуются шарики, которые продолжают обращаться вокруг основного шара. Плотность спирта меньше плотности масла, а плотность масла меньше плотности воды.
Превращаем жидкость в шар. Вариант 1. Смешиваем спирт с водой в пропорции 1:1. Наливаем в стакан и вводим растительное масло. Масло располагается в середине стакана, образуя красивый желтый шар.
Вариант 2. Маленький стакан, предварительно сполоснув его водой, наполняем маслом и ставим в большой стакан, в который наливаем спирт так, чтобы маленький стакан был погружён в него полностью. Затем по стенке большого стакана понемногу осторожно доливаем воду. Поверхность масла становится выпуклой, а при достаточном количестве воды поднимается из стакана, образуя шар. Силы поверхностного натяжения всегда стремятся сократить площадь поверхности жидкости.
Вариант 3. Наливаем воду в стакан. Капаем подсолнечное масло, понемногу добавляем спирт. Масло собирается в ровный гладкий шар. Пропустив через центр масляного шара проволоку (можно насадить на неё смоченный маслом картонный кружок), начинаем вращать шар. При вращении от него отделяется кольцо.
Вариант 4. Наливаем половину стакана воды, затем аккуратно по стенке стакана, чтобы жидкости не перемешались, наливаем спирт. Долив стакан почти доверху, осторожно вливаем чайную ложку растительного масла. Масло собирается в шар и как бы “парит” на границе раздела воды и спирта.

Проект «Картезианский водолаз»

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа с. Сальское»

Учебная тема: «ПЛАВАНИЕ ТЕЛ»

Проект выполнил ученик 7 класса

Педагог-консультант: учитель физики

Глава 2. Изготовление прибора …………………………………………

Глава 3.Проведение эксперимента………………………………………

В морском праве мореплавание определяют как деятельность человечества в Мировом океане с использованием кораблей, судов, других плавучих средств, для решения военных, экономических, научных и других задач. Торговое мореплавание связано с использованием судов для перевозки грузов, пассажиров, багажа и почты, для рыбных и иных морских промыслов, добычи полезных ископаемых, производства буксирных, ледокольных и спасательных операций, а также для других хозяйственных, научных и культурных целей. Военное мореплавание обеспечивает военно-политическую деятельность государств в Мировом океане в целях обеспечения их внешнеполитических интересов путем организованного использования военных кораблей и судов.

Большое распространение у людей получили отдых на море и водный туризм. Приведенные примеры связаны с понятием плавание – способностью тела удерживаться на поверхности жидкости или на определенном уровне внутри жидкости.

Опыт «Картезианский водолаз» был придуман французским ученым Рене Декарт (1596—1650, по латыни его фамилия Cartesius звучит как Картезий) для демонстрации гидростатических явлений.

Актуальность проекта: При изучении темы, мы решили сами изготовить прибор и убедиться, используя его, что тела в жидкости могут вести себя по-разному.

Гипотеза: Многие тела тонут в воде, так как сила тяжести, действующая на эти тела больше, чем сила Архимеда, а другие не тонут, так как сила Архимеда больше силы тяжести.

Доказать, что одни тела плавают на поверхности воды, другие тонут, а третьи могут плавать внутри жидкости.

Как объяснить с помощью законов плавания тел, почему одни тела плавают, а другие нет?

1.Узнать какие существуют условия плавания тел;

2.Выяснить как можно доказать гипотезу, какие методы исследования использовать;

3.Сделать прибор для проведения эксперимента;

4.Провести эксперимент, подтвердить или опровергнуть гипотезу.

5. Познакомиться с дополнительным материалом, Интернет – ресурсами.

Прибор для доказательства гипотезы с помощью эксперимента «Картезианский водолаз»

1. Подбор источников информации:

· знакомство с Интернет-ресурсами,

· поиск информации в энциклопедии.

2. Изучение дополнительного материала

3. Изготовление прибора «Картезианский водолаз»

4. Публичная защита проекта

Глава 1. История опыта

Опыт «Картезианский водолаз» был придуман французским ученым Рене Декарт (1596—1650, по латыни его фамилия Cartesius звучит как Картезий) для демонстрации гидростатических явлений.

С помощью этого опыта можно продемонстрировать

1. Закон паскаля

2. Архимедову силу.

3. Условие плавания тел.

Сегодня изготовить такой прибор проще, чем во времена Декарта. В высокую стеклянную банку, наполненную водой, оставляли небольшое количество воздуха. В этот сосуд опускали небольшой стеклянный пузырек, который был частично заполнен водой так, чтобы он немного выступал над уровнем воды в сосуде. Сверху сосуд нужно плотно закрыть кусочком воздушного шарика. Нажимая сверху на мембрану можно заставить стеклянный пузырек плавать в воде между дном и поверхностью воды, можно заставить пузырек утонуть.

Глава 2. Изготовление

а) Заполняем пластиковую бутылку водой, оставив несколько сантиметров от верха.

б) Набираем в обычный стеклянный пузырек воды и опускаем в бутылку с водой (количество воды можно подобрать только экспериментальным способом, чтобы пузырек сразу не утонул)

в) Закрываем бутылку с водой воздушным шариком и плотно завязываем его.

г) Надавливая сверху на шарик, уменьшая или увеличивая давление, добиваемся доказательства трех условий плавания тел.

Источники:

http://virtuallab.by/publ/interesnye_stati/interesnye_stati/kartezianskij_vodolaz/2-1-0-65
http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2016/04/16/kartezianskiy-vodolaz-opyt-plato
http://pandia.ru/text/80/401/1555.php