Презентация "Плавание судов и воздухоплавание" по физике – проект, доклад

Плавание судов и воздухоплавание

Плавание судов

На тело, которое будет находиться в жидкости действуют две силы. Сила тяжести и сила Архимеда. Они действуют в различных направлениях, сила тяжести вертикально вниз, сила Архимеда вертикально вверх.

Условием  плавания двух тел, будет являться равенство силы тяжести и силы Архимеда. Если плотность тела будет больше плотности жидкости, то тело в этой жидкости будет тонуть. Если плотность тела будет меньше плотности жидкости, то тело будет всплывать в этой жидкости. Если плотности тела и жидкости будут равны, то тело останется в равновесии внутри жидкости. Например, если кусок железа опустить в воду, то он потонет. А если этот же самый кусок опустить в ртуть, то он всплывет. Рассмотрим теперь плавание судов

Как плавают суда?

Судна, которые плавают по озерам, реками, морям и океанам, построены из различных материалов., каждый из которых будет иметь свою плотность. Например, корпусы больших судов чаще всего изготавливают из стальных листов. Крепления тоже изготавливаются из метала. В постройке одного корабля используются множество различных материалов как большей, так и меньшей плотности, чем плотность воды.

Разберемся, как же судна остаются на плову, когда они изготовлены из таких предметов. Тело, которое погружают в воду, вытесняет своей погруженной в воду часть столько воды, что её вес будет равен весу тела в воздухе. Это справедливо для любого тела, а и судна кораблей не являются исключением. Вес воды, которая вытесняется подводной частью судна, будет равен весу судна в воздухе. Для глубины, на которую погружается судно в воду, придумали специальный термин – осадка. Для каждого судна существует свое максимально допустимое значение осадки. Это значение отмечают на корпусе корабля красной линией. Её еще называют ватерлиния.

Значение ватерлинии и водоизмещения

Водоизмещением судна, называется вес воды, которая будет вытеснена судном, при погружении его в воду до ватерлинии. То есть водоизмещение - это максимальная отметка веса, которое может иметь судно вместе с грузом. Например, сейчас для перевозки нефти строят суда водоизмещением 5 000 000 кН и более. Эти судна будут вместе с грузом,  могут иметь массу более 500 000 тонн. Грузоподъемностью судна называется водоизмещение судна за вычетом из него веса самого судна. Грузоподъемность - это величина, которая показывает, сколько груза может взять судно.

Воздухоплавание

Воздухопла́вание (аэрона́втика — от греч. аэр — воздух и наута (греч. ναυτα — плавающий, мореплаватель) — управляемые или неуправляемые полёты в атмосфере Земли на летательных аппаратах легче воздуха (в отличие от авиации, использующей летательные аппараты тяжелее воздуха).

Виды аэростатов Неуправляемые – воздушные шары Управляемые – дирижабли Привязные

Предположительно первый успешный полет на воздушном шаре совершил священник иезуит, Бартоломео Лоренцо де Гусмао. Произошло это торжественное событие в 1709 году в присутствии королевских особ и знати.

Во Франции первый воздушный шар, наполненный теплым воздухом, был изобретен и поднят в воздух в 1783 году братьями Этьенов и Жозефом Монгольфье. По имени создателей такие воздушные шары называются «монгольфьерами».

Братья Жозеф и Этьен Монгольфье

Летательные аппараты

Дирижабль Аэростат Стратостат Шар-зонд

Условия воздухоплавания

Для того, чтобы шар поднялся в воздух, необходимо, чтобы архимедова сила, действующая на шар, была больше силы тяжести.

Fа > Fт

По мере подъема шара вверх архимедова сила, действующая на шар, уменьшается, так как уменьшается плотность верхних слоев атмосферы.

Чтобы подняться выше, с шара сбрасывают специально взятый для этой цели груз (балласт) и этим уменьшают силу тяжести. Чтобы осуществить спуск шара из его оболочки при помощи специального клапана выпускают часть газа. В горизонтальном направлении воздушный шар перемещается только под действием ветра (аэростат).

Чтобы шар поднялся выше, достаточно сильнее нагреть воздух в нем, увеличив пламя горелки. Чтобы шар снизил высоту, необходимо уменьшить пламя горелки. При определенной температуре вес шара и кабины может стать равен выталкивающей силе, тогда шар повисает в воздухе, и с него можно проводить наблюдения.