Воздухоплавание как и плавание судов основано на

Статика. Условие плавания тел.

Плавание тел — состояние равновесия твердого тела, частично или полностью погруженного в жидкость (или газ).

Основная задача теории плавания тел — определение равновесия тела, погруженного в жид­кость, выяснение условий устойчивости равновесия. На простейшие условия плавания тел указы­вает закон Архимеда. Рассмотрим эти условия.

Как известно, на все тела, погруженные в жидкость, действует сила Архимеда F_A (выталки­вающая сила), направленная вертикально вверх, однако всплывают далеко не все. Чтобы понять, почему одни тела всплывают, а другие тонут, необходимо учесть еще одну силу, действующую на все тела, — силу тяжести F т которая направлена вертикально вниз, т. е. противоположно F_A. Если тело оставить внутри жидкости в состоянии покоя, то оно начнет двигаться в сторону, в ко­торую направлена большая из сил. При этом возможны следующие случаи:

1. если архимедова сила меньше силы тяжести (F_A F_т), то тело всплывет (рис. б);

3) если архимедова сила равна силе тяжести (F_A = F_т), то тело останется в покое. Последнее условие является условием равновесия тела в жидкости:

Равенство F_A = F_т выражает условие плавания тел: для того, чтобы тело плавало, необходи­мо, чтобы действующая на него сила тяжести уравновешивалась архимедовой (выталкивающей) силой.

Условию плавания тел можно придать другую форму. Представим архимедову силу в виде:

где ρ_ж — плотность жидкости, V_m — объем жидкости, вытесненный телом, g — ускорение свобод­ного падения. Силу тяжести, действующую на тело, тоже можно выразить через объем V и плотность тела ρ:

Разделив обе части этого равенства на g, получим условие плавание тел в новой форме:

Из полученного соотношения можно вывести два важных следствия.

1. Для того чтобы тело плавало, будучи полностью погруженным в жидкость, необходимо, чтобы плотность тела была равна плотности жидкости.

2. Для того чтобы тело плавало, частично выступая над поверхностью жидкости, необходимо, чтобы плотность тела была меньше плотности жидкости.

При ρ > ρ_ж плавание тел невозможно, так как в этом случае сила тяжести превышает архиме­дову силу, и тело тонет.

Что будет происходить с телом, у которого ρ возд V g,

Если эта сила окажется больше силы тяжести, действующей на тело, то тело взлетит. На этом основано воздухоплавание.

Летательные аппараты, применяемые в воздухоплавании, называют аэростатами (от греч. aer — воздух, status — стоящий). Неуправляемые аэростаты свободного полета с оболочкой, име­ющей форму шара, называют воздушными шарами. Для исследования верхних слоев атмосферы (стратосферы) еще не так давно применялись огромные воздушные шары — стратостаты. Уп­равляемые аэростаты (имеющие двигатель и воздушные винты) называют дирижаблями.

Воздушный шар не только сам поднимается вверх, но может поднять и некоторый груз: каби­ну, людей, приборы. Для того, чтобы определить, какой груз способен поднять воздушный тар, следует знать его подъемную силу. Подъемная сила воздушного шара равна разности между ар­химедовой силой и действующей на шар силой тяжести:

Чем меньше плотность газа, наполняющего воздушный шар данного объема, тем меньше дейс­твующая на него сила тяжести и тем больше возникающая подъемная сила. Воздушные шары можно наполнять гелием, водородом или нагретым воздухом. Хотя у водорода меньше плотность, чем у гелия, все же чаще в целях безопасности применяют гелий (водород — горючий газ).

Гораздо проще осуществить подъем и спуск шара, наполненного горячим воздухом. Для этого под отверстием, находящимся в нижней части шара, располагают горелку. Она позволяет регули­ровать температуру воздуха, а значит, и его плотность и подъемную силу.

Можно подобрать такую температуру шара, при которой вес шара и кабины будет равен вы­талкивающей силе. Тогда шар повиснет в воздухе, и с него будет легко проводить наблюдения.

Воздухоплавание

Урок 34. Физика 7 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Воздухоплавание»

Воздухоплавание

«Воздухоплавание не было ни наукой,

ни отраслью промышленности. Оно было чудом»

И.И. Сикарский

В данной теме речь пойдет о воздухоплавании.

Ранее говорилось о плавание тел в жидкостях. Напомним, что плавание тел основано на законе Архимеда. Было установлено, что тело тонет в жидкости, если плотность вещества тела больше плотности жидкости, плавает внутри, если плотности вещества тела и жидкости равны, и плавает, частично погрузившись в жидкость, если плотность вещества тела меньше плотности жидкости.

Красная линия на борту судна называется ватерлинией, которая показывает предельную осадку судна. Масса воды в погруженном до ватерлинии объеме называется водоизмещением судна. А разность между водоизмещением и массой не нагруженного судна есть грузоподъемность судна.

На каких законах основано воздухоплавание? Оказывается на тех же, что и плавание судов: законе Архимеда и законе Паскаля, ведь они общие для жидкостей и газов.

Вообще люди с давних времен мечтали о возможности летать над облаками и плавать в безбрежном воздушном океане, как они это делают по морю. Однако долгое время этого им сделать не удавалось. История первых полетов началась в августе 1709 года и связана с именем Бартоломеу де Гусмана.

Им впервые была продемонстрирована модель воздухоплавательного аппарата. При одном из испытаний модель поднялась в воздух на 4 метра. Однако первый полет воздушного аппарата произошел 5 июня 1783 года во французском городе Аннонэ. Его организаторами были братья Жозеф-Мишель и Жак-Этьен Монгольфье. Был даже составлен протокол первого полета — аппарат поднялся на высоту около 500 метров и продержался около 10 минут, пролетев при этом 2 километра.

Воздушный аппарат представлял собой шар, внизу которого было отверстие, а под ним висела жаровня с горячими углями, в которой сжигали мокрую солому и шерсть. Воздух в шаре нагревался, расширялся, и часть его выходила из шара. При этом сила тяжести, действующая на шар, уменьшалась. Соответственно, выталкивающая сила становилась больше силы тяжести, и шар поднимался вверх.

Хотя закон Архимеда для газов объясняет полет воздушного шара, но выталкивающая сила возникает здесь не так, как в случае твердого тела. В нижней части оболочки воздушного шара есть отверстие. При этом давление газа, например гелия, у нижнего отверстия равно давлению окружающего воздуха. При подъеме шара вверх давление гелия внутри шара и наружного воздуха уменьшается, следовательно, давление гелия на разных участках шара будет меньше, чем у нижнего отверстия. Так как давление гелия внутри шара убывает медленнее, чем воздуха снаружи, то на оболочку внутри будет действовать большее давление. При этом самая значительная разница давлений будет в ее верхней части. Следовательно, сила, действующая на купол оболочки изнутри, будет больше, чем снаружи. Разность между этими силами и уравновешивает силу тяжести оболочки с грузом. Таким образом, выталкивающая сила создается не благодаря разности давлений на нижнюю и верхнюю части тела (как в случае твердого тела), а благодаря разности давлений изнутри и снаружи на верхнюю часть оболочки воздушного шара.

Когда шар достигает слоев воздуха с меньшим давлением, газ внутри шара расширяется, и часть его выходит из нижнего отверстия. То есть, на высоте уменьшается и наружное, и внутреннее давление, уменьшается и выталкивающая сила. На некоторой высоте она станет равна весу шара с находящимся в нем газом, и шар повиснет. Для того чтобы спуститься на землю с помощью веревки из корзины открывают клапан, находящийся в верхней части шара. При его открывании газ, имеющий большее давление, чем окружающий воздух, выходит наружу. Через нижнее отверстие это невозможно, так как здесь давления одинаковы.

Гораздо проще осуществлять подъем и спуск шара, если наполнить его горячим воздухом, по примеру того, как это делали братья Монгольфье. Для этого под отверстием располагают газовую горелку, с помощью которой легко можно регулировать температуру воздуха внутри шара, а, следовательно, и его среднюю плотность.

Воздушные шары не только сами поднимаются вверх, но могут поднимать и грузы — кабину, людей и оборудование. Для того чтобы узнать, какой груз может поднять воздушный шар, необходимо знать его подъемную силу.

Для примера, рассмотрим запущенный в воздух воздушный шар объемом 50 кубических метров, заполненный гелием.

Итак, массу гелия, заполняющую оболочку шара, определим как произведение плотности гелия и его объема, который равен объему шара. Получим, что она составляет 9,45 килограмм. Тогда его вес составляет 92,61 Н.

Таким образом, подъемная сила — это максимальный груз, который может поднять шар, равная разности между силой Архимеда и силой тяжести газа, заполняющего шар.

Воздушные шары, поднимающиеся на небольшую высоту, называются аэростатами, на высоту более 11 километров — стратостатами. А вот воздушные аппараты, снабженные двигателями и воздушными винтами, то есть управляемые, называются дирижаблями.

Почему летательные шары не заполняют водородом как самым легким газом, который в 14 раз легче воздуха? Водород — это горючий газ, который образует с воздухом взрывоопасную смесь, и его использование в шарах небезопасно. Так, например, самая знаменитая катастрофа произошла с немецким дирижаблем «Гинденбург», построенным в 1936 году. 6 мая 1937 года во время посадки «Гинденбург», наполненный водородом, загорелся и потерпел катастрофу, в результате которой погибло 35 человек на борту и один член наземной команды.

В настоящее время летательные аппараты, использующие силу Архимеда, находят широкое практическое применение: они зондируют атмосферу, т.е. с помощью установленных на них датчиков дают информацию для метеослужб о температуре, давлении и т.д. С их помощью изучают влияние космической радиации на живые организмы в нижних слоях атмосферы. Дирижабли имели огромное значение во время войны. Они снабжали труднодоступные районы продовольствием, конвоировали суда в море, осуществляли поиск подводных лодок и др.

Задача 1. Объем воздушного шарика, заполненного водородом, составляет 4 дм 3 , а его вес — 0,04 Н. Определите подъемную силу шарика.

Задача 2. Определите выталкивающую силу, действующую на шар-зонд объемом 8 м 3 , заполненный водородом. Масса оболочки шара составляет 0,8 кг. Какой груз может поднять этот шар?

Основные выводы:

– Воздухоплавание, как и плавание судов, основано на законе Архимеда и законе Паскаля.

– Подъемная сила воздушного шара — это максимальный груз, который может поднять шар, равная разности между силой Архимеда и силой тяжести газа, заполняющего шар.

– Аэростаты – воздушные шары, поднимающиеся на небольшую высоту.

– Стратостаты – воздушные шары, поднимающиеся на высоту более 11 км.

– Дирижабли – представляющие собой комбинацию аэростата с винтовым двигателем и системы управления.

А в заключении хотелось бы отметить, что знание законов физики (законов Паскаля, Архимеда и другие) позволило человеку освоить воздушный и водный океаны. Воздух и вода — самые необходимые составляющие для жизни человека и всего живого мира. Поэтому осваивать воздушные и водные пространства надо экологически грамотно, постоянно думая о том, чтобы как можно меньше вреда нанести самому ценному, что есть на Земле.

Плавание судов. Плавание судов — физика (7 класс)

Каждый школьник знает, что если бросить камень в воду, то он утонет. С другой стороны, корабль, который сделан из тяжелого металла, плавает на поверхности воды. Почему одни тела тонут, а другие плавают? На этот вопрос ответит статья, в которой подробно рассматривается плавание судов.

Жидкость и давление в ней

В физике 7 класса плавание судов рассматривают после того, как изучены особенности строения и свойства жидкостей. Последняя представляет собой промежуточное между газами и твердыми телами агрегатное состояние вещества. Жидкость способна сохранять объем, как твердое тело, и она является текучей субстанцией, как газ.

Молекулы жидкости хаотично перемещаются по всему объему. Наличие у них кинетической энергии, сравнимой с потенциальной, обуславливает существование давления на каждый элементарный объем внутри жидкости. Поскольку перемещения молекул являются равновероятными, то общее давление на рассматриваемый элементарный объем оказывается равным нулю (все компоненты давления компенсируют друг друга).

Тем не менее многие знают, что погружение под воду создает болевые ощущения в области ушных перепонок. Это давление не имеет никакого отношения к рассмотренному выше молекулярному давлению. Оно связано исключительно с силой тяготения нашей планеты.

Любое тело, имеющее массу, давит на поверхность, на которой оно стоит, или растягивает подвес. Речь идет о весе тела. В жидкости этот вес проявляется в виде давления верхних слоев на нижние. Оно получило название гидростатического. Математическое выражение для расчета этого давления имеет следующий вид:

То есть гидростатическое давление линейно зависит от глубины погружения h и от плотности жидкости ρ_l. Именно это давление является причиной плавания судов.

Древнегреческий философ и его закон

Согласно одной из легенд, король некоторого древнегреческого полиса поручил Архимеду определить, изготовлена его корона из чистого золота, или же мастер его обманул и вместо золота добавил серебро в сплав. Архимед успешно справился с этим поручением, погрузив корону в сосуд с жидкостью и доказав тем самым поддельность изделия. Физический закон, который философ использовал, получил в настоящее время его имя.

Закон Архимеда гласит, что любое погруженное в текучую субстанцию тело испытывает выталкивающую его силу, модуль которой равен весу вытесненной субстанции, а вектор направлен вверх. Соответствующая сила получила название архимедовой.

Причиной появления архимедовой силы является разница между гидростатическим давлением, действующим на нижнюю поверхность твердого тела, которое погружено в текучую субстанцию, и давлением, действующим на верхнюю поверхность тела. Разница величин этих параметров обусловлена разной глубиной, на которой находятся верхняя и нижняя части тела (см. формулу в предыдущем пункте).

Сила Архимеда F_A определяется по формуле:

Где V_l — объем жидкости, вытесненной погруженным в нее телом. Эту формулу можно получить самостоятельно, если воспользоваться выражением для гидростатического давления и вспомнить, что сила является произведением давления на площадь воздействия.

Почему суда плавают?

Ответить на этот вопрос можно, если рассмотреть физические силы, действующие на погруженный в жидкость твердый предмет. Нетрудно догадаться, что этих сил будет всего лишь две:

• направленная вверх сила Архимеда;
• действующая вниз сила тяжести тела.

Соотношение этих сил даст ответ на вопрос данного пункта. С точки зрения физики, плавание судов обусловлено наличием выталкивающей архимедовой силы, которая превышает отмеченную силу тяжести по модулю.

Формула для условия плавания

Разберемся, соотношение каких физических величин определяет условие плавания судов. Выше мы установили, что тело не будет тонуть, если сила Архимеда F_A по модулю больше, чем сила тяжести F_t. Тогда имеем неравенство:

Подставляем сюда формулы для F_A и F_t, получаем:

Урок физики по теме «Плавание судов. Воздухоплавание». 7-й класс

Разделы: Физика

Класс: 7

Цели урока:

• Образовательные: продолжить изучение условия плавания тел, рассмотреть устройство судов, воздушных шаров; совершенствовать умения характеризовать поведение тел в жидкости и газе.
• Развивающие: развитие навыков конструирования и изготовления физических поделок; развитие логического мышления учащихся; совершенствование умения наблюдать, сравнивать и сопоставлять изучаемые явления, выделять общие признаки и обобщать результаты экспериментов.
• Воспитательные: формирование научного мировоззрения, воспитание интереса и любознательности.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, интерактивная доска.

Демонстрационное оборудование: модель судна с ватерлинией, ареометры, картезианский водолаз, модель воздушного шара, презентация (Приложение 1).

Этап

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Актуализация темы (постановка учебной проблемы)

Работа с кроссвордом

Отгадывают кроссворд, включаются в диалог с учителем по формированию учебной проблемы

Изучение нового материала

Учащиеся наблюдают, выдвигают гипотезы, делают выводы.

Работают с конспектом.

Учащиеся слушают и записывают в тетрадь

Закрепление нового материала (решение качественных и расчетных задач)

Отвечают на вопросы, обсуждают, доказывают

• Что изучали на уроке?
• Что вас удивило?
• Что больше всего понравилось?
• Какое открытие вы сегодня сделали?

Выставление оценок. Благодарность учащимся за работу.

Анализируют свою деятельность на уроке

Организация работы дома

Д/з:§51,52. Выписать термины. №657

Записывают домашнее задание

Ход урока

1. Актуализация темы (постановка учебной проблемы).

Учащиеся отвечают на вопросы.

• Что происходит с телами, погруженными в жидкость или газ?
• Каково происхождение силы, выталкивающей тело из жидкости?
• Как ее рассчитать?
• Какие положения может занимать тело в жидкости?

Нам известно о действии жидкости и газа на погруженное в них тело. Мы изучали условия плавания тел. Чему же будет посвящен сегодняшний урок, мы узнаем, решив физический кроссворд.

По горизонтали: 1. Единица измерения давления. 2. Единица измерения массы. 3. Прибор для измерения атмосферного давления. 4. Физическая величина, равная отношению силы, действующей на поверхность, к площади поверхности. 5. Прибор для измерения давления большего или меньшего атмосферного. 6. Единица измерения силы. 7. Фамилия ученого, сделавшего важное открытие в области плавания тел. 8. Единица измерения длины.

По вертикали получают ключевое слово – плавание.

2. Изучение нового материала.

Вода и воздух – истинное чудо, без них не возможна наша жизнь. Человек издавна плавает на плотах, лодках, судах. Человек, наблюдая за полетом птиц, всегда стремился подняться в воздух. Сегодня на уроке мы выясним, когда это произошло и почему это возможно.

Плавание судов

Может ли плавать тело, если плотность материала, из которого оно сделано, больше плотности жидкости?

Демонстрация. Лист алюминия опускаем в воду, он тонет. Из этого же листа делается лодочка, она плавает. Материал один, масса не изменилась, В чем различие? (В разном объеме вытесненной жидкости. Лодочка вытесняет гораздо больший объем жидкости, и архимедова сила оказывается большей, чем архимедова сила, действующая на лист. В нашем случае коробочка – модель судна.)

В настоящее время строятся речные и морские , пассажирские и транспортные корабли из материалов, плотность которых значительно превышает плотность пресной и морской воды. Но везде выполняется основное условие: вес воды, погруженной частью судна, равен весу судна с его грузом, пассажирами, топливом и другим оборудованием.

Чтобы судно могло плавать устойчиво и безопасно, его корпус должен погружать в воду лишь до определенной глубины.

На слайде перечислены основные термины темы (выписываются дома).

Осадка судна – глубина его погружения.

Ватерлиния – линия, отмечающая наибольшую допустимую осадку (отмечается на корпусе красной линией).

Когда судно погружается до ватерлинии, оно вытесняет такое количество воды, что ее вес соответствует весу судна со всем грузом и называется водоизмещением. Оно измеряется в единицах силы. Однако довольно часто под водоизмещением понимают не вес, а массу вытесненной воды и измеряют в тоннах.

Грузоподъемность – это вес судна, принятого на судно при погружении его до ватерлинии.

Например, у первого парохода, построенного американским изобретателем Фултоном, водоизмещение составляло всего 1,6 ·105 Н или 16 т. В настоящее время водоизмещение танкеров-гигантов составляет 6,4·109Н и больше, т.е. более 640000 т.

Демонстрация. Модель корабля с ватерлинией.

Воздухоплавание

Человек стремился создать средства для плавания не только в воде, но и в воздушном океане. Для этого он конструировал и строил летательные аппараты – воздушные шары, аэростаты, дирижабли.

Воздушный шар, пригодный для полета с человеком, состоит из: оболочки, подвесной системы (строп), гондолы и балласта.

Воздушные шары раньше наполняли теплым воздухом, сейчас наполняют газом – водородом или гелием, т.е. газами, плотность которых меньше плотности окружающего нас воздуха.

Демонстрация. На рычаге уравновешены два бумажных колпака. Под одним из них нагревается воздух. Равновесие нарушается, т.к. теплый воздух имеет меньшую плотность.

На модели воздушного шара показать подъемную силу воздушного шара. (Приложение 2)

Сравним подъемную силу воздушных шаров, наполняемых разными газами.

1 м 3 водорода весит при нормальном давлении всего 0,9 Н, гелия – 1,8 Н, тогда как 1 м 3 воздуха весит 12,9 Н. Отсюда следует, что шар объемом 1 м 3 , наполненный водородом, способен поднять в воздух груз весом 12,9Н – 0,9Н =12 Н. Сюда входит и вес оболочки, из которой сделан шар, поэтому ее нужно сделать по возможности легче. Подъемная сила водорода больше подъемной силы гелия, но водород взрывоопасен, он горит, а гелий в 40-50 раз дороже водорода.

Для регулировки подъемной силы, а следовательно, подъема или спуска воздушного шара, воздухоплаватели используют различные приемы. Чтобы подняться выше, они выбрасывают часть груза – балласта из гондолы, а чтобы опуститься вниз, выпускают часть газа из оболочки или прекращают нагрев воздуха, находящегося в оболочке. Воздухоплаватели также должны учитывать, что по мере поднятия шара вверх, архимедова сила, действующая на него, уменьшается, т.к. разреженный воздух верхних слоев атмосферы, вытесненный шаром, весит меньше, чем у поверхности Земли.

Воздушные шары перемещаются вместе с воздушными массами и поэтому неуправляемы. В отличие от них дирижабль является управляемым летательным аппаратом, поскольку у него имеются пропеллеры, приводимые во вращение двигателем. Недостатки дирижаблей – их небольшая маневренность и скорость полета. Важнейшее достоинство – большая грузоподъемность и дешевизна перевозок.

Демонстрация физических поделок учащихся (самодельный ареометр, картезианский водолаз, корабля, воздушные шары).

Из истории плавания судов

Первое средство передвижения людей по воде – обломки деревьев, потом появились плоты, челны – бревна с выдолбленным углублением, в котором помещался человек.

Лишь с созданием больших лодок начинается собственно судостроение. Первые деревянные суда появились в Египте во времена Древнего царства (примерно 3000 лет до н.э.). По форме они были похожи на апельсиновую корку с поднятыми концами. Конструкция таких судов была слишком хрупкая, поэтому весь корпус по длине обхватывался тросом. Такие суда имели каркас и обшивку, на укреплялся четырехугольный, высокий, узкий парус.

Во времена Древней Греции появляются значительные различия между торговыми и военными судами. В это время строятся знаменитые греческие триеры и римские кинкеры.

В 8-11-х в в северных морях господствуют смелые и воинственные викинги. Ладья викингов не изменяла свою форму на протяжении многих веков.

Вплоть до 19 в корабли были парусными. В начале 19 в самые быстроходные парусники (3-х и 4-х мачтовые клиперы) перевозили чай из Китая и шерсть из Австралии в Европу и Америку со скоростью 30 км/ч. Рекорд скорости показало судно «Катти Сарк», оно шло со скоростью 39 км/ч/. Этот рекорд не побит до сих пор ни одним из парусных судов.

В 19 в в судостроении происходят значительные изменения: дерево заменяется железом, парус– паровой машиной. Первый речной пароход «Клермонт» построен в США в 1807 г по проекту Роберта Фултона, а первый морской появился в России в 1815г. Судовой паровой котел топили дровами. В 1903 г на Волге построили первое в мире дизельное судно – танкер «Вандал». В 20 в появились корабли с двигателями, работающими от пара, созданного при участии ядерного реактора. Первое гражданское судно такого типа – атомный ледокол «Ленин». Он начал работать в Арктике в 1959г. Сейчас судно – это сложное инженерное сооружение, способное передвигаться по воде (суда), под водой (подводные суда) и над водой (суда на подводных крыльях и на воздушной подушке).

Из истории воздухоплавания

Тысячи лет прошли с тех пор, как человек начал мечтать о полете. Об этом свидетельствуют сказки о ковре-самолете, о крылатом коне, о смельчиках, поднявшихся к небу на крыльях, склеенных воском. Но сила тяжести прочно привязывала человека к земле. Впервые ее удалось преодолеть с помощью теплого воздуха. Человек издавна наблюдал, как поднимается вверх дым. Вероятно, это наблюдение подтолкнуло его на мысль о полете вверх с помощью дыма. Первый воздушный шар был изготовлен во Франции в 1873 г. братьями Монгольфье. Шар наполнили теплым воздухом и назвали монгольфьером по имени его изобретателей. Оболочка была выполнена из прорезиненного шелка. Первыми воздухоплавателями были баран, петух и утка. После приземления шара, оказалось, что петух повредил крыло. Этого было достаточно, чтобы между учеными разгорелся спор о возможности жизни на больших высотах.

Монгольфьеры имели один недостаток: они быстро опускались, т.к. воздух в них остывал. Их использовали, главным образом, для развлекательных полетов. Для военных и научных целей использовали воздушные шары, наполненные водородом и гелием. Эксперимент с воздушным шаром, наполненным водородом впервые произвел французский профессор физики Шарль. Он же изобрел веревочную сеть, охватывающую шар и передающую на него весовые нагрузки, изобрел клапан, воздушный якорь и первый применил песок в качестве балласта, сконструировал барометр. Поэтому создателем современного аэростата следует признать Шарля. Аэростатами сейчас называют аппараты легче воздуха.

Вести о полетах на воздушных шарах очень занимали наших соотечественников. Русские совершили много полетов и производили при этом научные наблюдения. Так в 1887 г для наблюдения солнечного затмения на таком шаре совершил полет Д.И.Менделеев. Менделеев много сделал для развития воздухоплавания, однако он считал, что будущее принадлежит летательным аппаратам тяжелее воздуха.

В 30-е годы прошлого столетия было построено несколько аэростатов для исследования верхних слоев атмосферы – их назвали стратостатами. Гондола стратостата делалась герметичной, чтобы люди на большой высоте не страдали от недостатка кислорода. Стратостатами достигали высоты свыше 20 км. Первый в мире стратостат был создан швейцарским ученым Августом Пикаром. Недостаток стратостата – он летит туда, куда его гонит поток воздуха.

На смену неуправляемым аэростатам пришли управляемые аппараты-дирижабли. Во время первой и второй мировых войн в армиях многих стран использовались аэростаты, связанные с земной поверхностью прочным стальным тросом. Они играли роль подвижных наблюдательных пунктов, подвесок радиоантенн, воздушных заграждений, мешающих полету авиации противника.

Американские заводы выпускали учебные, учебно-патрульные и боевые дирижабли, оснащенные пушками и бомбами. Самые крупные из них имели объем 18400 м 3 . В 50-х годах прошлого столетия были спроектированы и построены воздушные корабли объемом 43000 м 3 .

Наиболее известные дирижабли – «Норвегия» и «Италия», построенные итальянцем Умберто Нобиле, полет последнего к Северному полюсу закончился трагически. В годы первой мировой войны наибольшую известность имели так называемые цеппелины, создателем которых был граф Фердинанд фон Цеппелин.

Современные воздушные шары используются в рекламных целях, дирижабли – для аэрофотосъемок.

3. Закрепление нового материала.

• Почему у корабля, переходящего из реки в море, осадка становится меньше?
• Можно ли на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами?
• Почему надувная лодка имеет малую осадку?
• Почему подъемная сила стратостата зависит от времени суток и днем имеет наибольшее значение?
• Почему оболочка стратостата в начале полета заполнена не вся. Как будет меняться форма оболочки с высотой подъема.
• Дирижабль наполняют легким газом. Не лучше было бы из него выкачать воздух?

Решить задачу 658. Радиозонд объемом 10 м 3 наполнен водородом. Какого веса радиоаппаратуру он может поднять в воздухе, если его оболочка весит 6 Н?

4. Рефлексия. Подведение итогов.

• Что изучали на уроке?
• Что вас удивило?
• Что больше всего понравилось?
• Какое открытие вы сегодня сделали?

Выставление оценок. Благодарность учащимся за работу

Источники:

http://www.calc.ru/Statika-Usloviye-Plavaniya-Tel.html

http://videouroki.net/video/34-vozdukhoplavaniie.html

http://fb.ru/article/447049/plavanie-sudov-plavanie-sudov—fizika-klass

http://urok.1sept.ru/articles/632221