Денелердің жүзу шарттары. Ареометрлер

68

 

Сабақтың тақырыбы: Денелердің жүзу шарттары. Ареометрлер

Сабақтың мақсаты:

а) білімділік: Оқушыларға сұйық ішіндегі денелердің  жүзу шарттары туралы түсінік беріп, Архимед күшінің оған әсері туралы  түсіндіру, өмірмен байланыстыра отырып, адамның және су хайуанаттарының суда жүзу ерекшеліктерімен таныстыру, ареометр құрылысы туралы түсінік беру;

ә) дамытушылық: Оқушылардың  қоршаған ортадағы түрлі құбылыстарды түсінуі үшін сандық және сапалық тапсырмалар беру арқылы оқушылардың білімдерін, ой-өрістерін қалыптастыру,  дүниета-нымдарын кеңейту;

б) тәрбиелік:пәнге қызығушылығын арттыра отырып, өзіндік ой қорытуға, байқампаздыққа, іздемпаздыққа, тиянақтылыққа баулу.

Сабақтың көрнекілігі: пластилин кесегі, тұз ерітіндісі, суы бар стакан, картоп, май құйылған ыдыс, ішіне құм салынған сынауық (пробирка), картезиан сүңгуірі.

Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру

Сабақтың әдіс-тәсілдері: проблемалық жағдай туғыза отырып, әңгіме, баяндау

Сабақтың барысы:      І. Ұйымдастыру.

ІІ. Үй тапсырмасы бойынша оқушылардың білі-білік дағдыларын тексеру:

  1. Архимед күшінің әрекеті қалай байқалады?
  2. Архимед күші қандай шамаларға тәуелді?
  3. Архимед күші неге тең?
  4. Атмосфералық қысымды анықтаған итальян ғалымы кім?
  5. Қалыпты атмосфералық қысым неге тең?

ІІІ. Жаңа тақырыпты ашу.

а) Оқушыларға пластилинді кесек күйінде және қайық формасында суға салғызып, денелердің суда жүзу ерекшеліктері туралы оқушылардың пікірлерін тыңдау, оқушылардың ойын негізге ала отырып толықтыру арқылы жаңа сабақтың тақырыбымен таныстыру, сабақ мақсатына тоқталу. 

ә) Сұйықтың ішіндегі денеге екі күш – тік төмен бағытталған ауырлық күші және тік жоғары бағытталған Архимед күші әсер етеді. Егер дене бастапқыда тыныштықта болса, онда ол осы екі күштің әсерінен үлкен күш жаққа қарай қозғалады, сонда үш түрлі жағдай болуы мүмкіндігімен таныстыру:

   1)  егер ауырлық күші Архимед күшінен артық болса, онда дене сұйықтың түбіне түседі, батады,      яғни егер         F > FA дене > ρсұйық ) болса, онда дене батып кетеді;

   2)  егер ауырлық күші Архимед күшіне тең болса, онда дене сұйықтың кез келген жерінде тепе-теңдік қалыпта  тұра алады; яғни егер F = FA  (ρдене = ρсұйық ) болса, онда дене сұйықтың ішінде жүзіп   жүреді;

   3)  егер ауырлық күші Архимед күшінен кем болса, онда дене сұйықтың бетіне көтеріледі, қалқып шығады, яғни егер F < FAдене< ρсұйық ) болса, онда дене сұйықтың бетінде жүзіп жүреді.

б) Осы соңғы жағдайды толығырақ қарастыралық.

   Қалқып шығатын дене сұйықтың бетіне жетеді, одан әрі жоғары қарай қозғалғанда Архимед күші кеми бастайды. Неліктен? Өйткені дененің сұйыққа батқан бөлігінің көлемі азаяды, ал Архимед күші көлемі дененің сұйыққа батқан бөлігінің көлеміндей сұйықтың салмағына тең.

   Архимед күші мен дененің ауырлық күші тең болған кезде дене тоқтайды да, біраз бөлігі сұйыққа батып, оның бетінде жүзіп жүреді.

  в)  Бұл қорытындыны тәжірибе жасап тексеру оңай.

   Шүмекті ыдысты шүмегінің деңгейіне дейін су құяды.                    Одан соң ыдыстың ішіне салмағы алдын ала өлшенген жүзетін дене салынады. Ол дене суға түскен соң, көлемі өзінің суға батқан бөлігінің көлеміндей суды ығыстырады. Сол ығыстырылған судың салмағын (Архимед күшін) өлшесек, оның жүзіп жүрген денеге түскен ауырлық күшіне немесе дененің ауадағы салмағына тең екенін табамыз.

  г) Әр түрлі сұйықтарда – суда, спиртте, тұз ерітіндісінде жүзе алатын түрліше денелер алып, жоғарыда айтылғандай тәжірибелер жасап, егер дене сұйықта жүзіп жүрген болса, онда ол ығыстырған судың салмағы сол дененің ауадағы салмағына тең болатынына көз жеткізуге болады.

                                   Егер тұтас қатты дененің тығыздығы сұйықтың тығыздығынан артық 

                                   болса,  онда мұндай сұйықта дене батып кететінін дәлелдеу оңай екен-

                                   дігін түсіндіру. Тығыздығы кем дене бұл сұйықта қалқып  шығады. Тығыз-

                                   дығы сұйықтың тығыздығына тең дене сол сұйықтың ішінде тепе-теңдік

                                   күйде қалады. Мысалы, кесек темір суға батып кетеді, ал сынаптың

                                   бетіне қалқып шығады. Су бетінде   мұз да жүзіп жүреді, өйткені оның тығыздығы судың тығыздығынан кем. Ең тұзды теңіз — Өлі теңіз,

оны теңіздегі судың көп булануын туғызатын қатты ыстық

шөлейт жер қоршағандықтан қалған су өте тұзды болады.

Өлі теңіз суының тұздылығы сонша кәдімгі теңіз суына қараған-

да заттарды судың бетінде әлдеқайда жақсы ұстайды.

 Дененің тығыздығы сұйықтың тығыздығына қарағанда

неғұрлым аз болса, оның сұйыққа соғұрлым аз бөлігі бататындығын төмендегі мысал бойынша да көрсету: араласпайтын екі сұйық,  мысалы, су мен керосин, бір ыдыста өздерінің тығыздықтарына  сәйкес орналасады: ыдыстың төменгі жағына тығыздығы көбірек су(1000 кг/м3),жоғарғы   жағына жеңілірек керосин (800 кг/м3) орналасады.

Суда жасайтын тірі организмдердің тығыздығының судың тығыздығынан айырмасы аз, сондықтан олардың салмағын Архимед күші толық теңгеріп тұрады дерлік.  Сол себепті су хайуанаттарына, жер бетінде тіршілік ететін хайуанаттардыкі сияқты, онша мықты қаңқаның қажеті жоқ. Осы себепті су өсімдіктерінің сабақтары майысқақ болады. Балықтың торсылдағы өзінің көлемін оңай өзгерте алады. Балық бұлшық еттерінің көмегімен аса тереңге түскенде, судың оған түсіретін қысымы артады да, торсылдағы сығылады, денесінің көлемі кішірейеді, сондықтан ол  жоғары итерілмей, судың тереңінде жүзіп жүре береді. Ал жоғары көтерілгенде балықтың торсылдағы және жалпы денесінің көлемі ұлғаяды да, ол судың бетін ала жүзетін болады. Осылайша балық өзінің суда жүзу тереңдігін белгілі шамада реттей алады. Киттер өзінің жүзу тереңдігін өкпесінің кішіреюі және үлкеюі есебінен реттей алады.

            Тақырыптың соңында денелердің қалқу, бату және жүзу шарттарын анықтауға арналған «Картезиан сүңгуірі» деп аталатын құралмен және оның құрылысымен қысқаша таныстыру.

 

ІҮ. Шапшаң қайталата отырып, оқушылармен бірігіп тақтаға тірексызбаны түсіру:

 

 

 

 

Ү. Жаңа сабақты бекіту.

а)  Оқушыларға топтары бойынша тапсырмалар беру.

                            

      №1 тапсырма        Су құйылған шүмекті ыдыс таразыға қойылып теңгерілген.     

                     Суға ағаш  білеуше салынған, сонда таразының тепе-теңдік қалпы әуелі

                     бұзылған. Бірақ, жүзіп жүрген білеуше ығыстырған су түгел ағып шыққаннан

                     кейін,  таразы қайтадан тепе-теңдік қалыпқа келген. Осы құбылысты

                    түсіндіріңдер.

 

 

  • №2 тапсырма.      Суретте екі түрлі сұйықта жүзіп жүрген бір дене кескін-

                делген. Сұйықтың қайсысының тығыздығы артық? Неліктен? Әр

                жағ дайда денеге әсер ететін ауырлық күші және Архимед күші

                           туралы не айтуға болады?

                                              

 

   ә) Эсперименттік тапсырмалар орындату

 

                                     №1 тапсырма

                                     Су құйылған ыдыстың түбінде  картоп жатыр. Егер ыдысқа ас              

                                     тұзының күшті  ерітіндісін үстеп құйса, картоптың орны өзгере  ме?

                                     Неліктен? Өз  қорытындыларыңды тәжірибе жүзінде  тексеріңдер.

 

 

 

№2 тапсырма                                     

Бүтін апельсинді суы бар шыны ыдысқа сал. Оны суға батыруға тырыс. Содан соң апельсинді қабығынан аршып алдыңғы тәжірибені қайталағанда апельсиннің орны өзгере ме? Неліктен? Байқағаныңның себебін түсіндір.

                                     

ҮІ. Сабақты қорытындылау, оқушыларды бағалау

ҮІІ. § 45. Тірек сызба