Изучение физики в школе. Обучающие программы.

Выберите, пожалуйста,
интересующую Вас тему:

Введение

Атомная физика

Электромагнетизм

Механика

Теплота и молекулярная физика

Волны

Оптика

Теория относительности

Колебания

Астрономия

>> Механика

Описание программы arhimed

Скачать эту программу 31 Kb

                        Программа arhimed.

            (Описание и методика работы с программой)


   Предназначена для  обеспечения наглядности при объяснении учи-
телем причины возникновения силы Архимеда и  обоснования  формулы
для ее расчета.
   После запуска программа предлагает выбрать один  из  вариантов
ее  выполнения:  автоматический (для этого следует нажить пробел)
или режим, при котором пользователь сам вводит необходимые данные
(применяют клавишу "z").
   В первом случае на экране появляется схема водоема с шерохова-
тым  дном  и измерительным шестом,  на котором нанесены деления в
метрах.  В верхней части экрана приведена инструкция по работе  с
программой.  На поверхности воды плавает, частично погрузившись в
нее,  брусок высотою 2 м и длиной 3 м.  Давление воды  на  брусок
изображается стрелками.  Видно, что на все участки нижней поверх-
ности бруска вода оказывает одинаковое  давление,  поскольку  они
расположены на одной и той же глубине. На боковых же поверхностях
давление растет с глубиной. Учитель обращает внимание учащихся на
симметрию  давлений справа и слева,  что приводит к взаимной ком-
пенсации этих давлений. Поскольку на верхнюю грань вода не давит,
то  сила ее давления снизу ничем не уравновешивается,  и жидкость
выталкивает брусок вертикально вверх с силой,  которая называется
силой Архимеда.
   Погрузим брусок целиком в воду (для этого,  следуя инструкции,
нажимаем клавишу "d") и зададим ученикам вопрос: "Будет ли сейчас
действовать Архимедова сила - ведь теперь появилось давление воды
и на верхнюю грань бруска,  причем сила давления на нее воды нап-
равлена вниз и стремится утопить брусок ?"
   Дети, наблюдают  на  экране,  что наряду с появлением давления
сверху,  растет с глубиной давление на  нижнюю  грань,  оставаясь
всегда  большим,  чем давление на верхнюю грань (эта грань всегда
погружена на меньшую глубину),  и поэтому дают правильный  ответ,
что сила Архимеда продолжает действовать.
   Рекомендуется измерить силу Архимеда в условных единицах.  Для
этого  надо сначала измерить ученической линейкой на экране длину
стрелки,  изображающей давление на нижнюю грань и умножить  полу-
ченное число на количество стрелок на ней. Так мы рассчитаем силу
давления на нижнюю грань (в условных единицах).  Затем произвести
такую же операцию для верхней грани - найти силу давления воды на
верхнюю грань.  Разность сил давления на нижнюю и верхнюю грани и
есть сила Архимеда.
   При сдвигании бруска в горизонтальном направлении  (для  этого
следует пользоваться клавишами "r" и "l") видим,  что распределе-
ние давлений на грани не меняется, поэтому сила Архимеда остается
прежней.
   Если перемещать брусок глубже,  то все давления возрастут про-
порционально  увеличивающейся глубине,  но сила Архимеда не изме-
нится.  Это можно проверить,  проводя измерения и вычисления, как
рассмотрено выше.
   Когда дно водоема  шероховатое,  то  описанные  закономерности
справедливы  при любом перемещении бруска.  Однако,  если сделать
дно гладким (для этого надо  воспользоваться  клавишей  "р"),  то
погружение бруска так, чтобы он коснулся дна, принципиально меня-
ет картину.  В этом случае жидкость не может проникнуть к  нижней
грани и оказать давление снизу. В результате не только не возник-
нет силы Архимеда, действующей вертикально вверх, но вода, оказы-
вая н е к о м п е н с и р о в а н н о е давление на в е р х н ю ю
грань,  прижимает брусок ко дну с силой,  которая пропорциональна
глубине и площади верхней грани.  Можно рассказать детям, что это
явление послужило причиной гибели многих подводных лодок, которые
неосторожно опустились на мягкий водонепроницаемый грунт, выдавив
из под себя воду и поэтому не имели возможности всплыть.
   Программа предусматривает возможность замены жидкости, в кото-
рую погружен брусок.  Нажав клавишу "g",  мы можем выбрать  воду,
бензин или жидкость с произвольной плотностью.  Изменив жидкость,
наблюдаем на экране изменение сил давления и силы Архимеда, дейс-
твующих на брусок (расчет сил производим, как рассмотрено выше).
   Для исследования зависимости силы Архимеда от объема погружен-
ной  части  бруска изменяют его высоту (клавиша "h") и (или) пло-
щадь основания (клавиша "s").
   Выход из программы - клавишей "Esc".