Η έννοια Άνωση.

Παρουσίαση με θέμα: "Η έννοια Άνωση."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 η έννοια Άνωση

2 αυτή η «πάντοτε προς τα πάνω» ΔΥΝΑΜΗ που ασκούν τα ρευστά σε όλους τους « επισκέπτες»

3

4 κι είναι μια σανίδα που όλο τη σπρώχνω να βουλιάξει κι όλο ξαναβγαίνει στην επιφάνεια

5 5 νούτον και δεν είναι 4 ή 6 ; Ποιο είναι το μυστικό ;
η ΕΜΠΕΙΡΙΑ η ΣΚΕΨΗ στον αέρα ζυγίζει 15 νιούτον στο νερό ζυγίζει 10 νιούτον η Άνωση είναι 5 νιούτον το ΕΡΩΤΗΜΑ γιατί είναι 5 νούτον και δεν είναι 4 ή 6 ; Ποιο είναι το μυστικό ;

6 με το ΒΑΡΟΣ του ΕΚΤΟΠΙΖΟΜΕΝΟΥ ΥΓΡΟΥ
η Άνωση είναι ίση με το ΒΑΡΟΣ του ΕΚΤΟΠΙΖΟΜΕΝΟΥ ΥΓΡΟΥ ισχυρίστηκε ο Αρχιμήδης τελικά είχε δίκιο ; είχα δίκιο εγώ μπορώ να το αποδείξω ; μπορείς

7 ζυγίζεις το αντικείμενο στον αέρα και βρίσκεις 7 Ν
το βυθίζεις σε ένα δοχείο με νερό έτσι ώστε το νερό που θα εκτοπιστεί να μπορείς να το μαζέψεις βρίσκεις ότι βυθισμένο στο νερό ζυγίζει 4 Ν, άρα η Άνωση είναι 3 Ν. ζυγίζεις το νερό που εκτοπίστηκε βρίσκεις το βάρος του είναι ακριβώς 3 Ν ΕΙΝΑΙ ΙΣΟ ΜΕ ΤΗΝ ΑΝΩΣΗ

8 Θα μπορούσαμε εύκολα να το κάνουμε και στο εργαστήριο.
Βάλε τη φαντασία να δουλέψει. Το μόνο που χρειάζεται είναι το αντικείμενο, εάν το αφήνεις μόνο του στο νερό, να βουλιάζει. Μια καλή ιδέα είναι η ΠΑΤΑΤΑ Θα μπορούσαμε εύκολα να το κάνουμε και στο εργαστήριο. και να αποδείξουμε πειραματικά ότι ΑΝΩΣΗ = ΒΑΡΟΣ ΕΚΤΟΠΙΖΟΜΕΝΟΥ ΥΓΡΟΥ Τι αντικείμενο να χρησιμοποιήσουμε ; Οι πατάτες βουλιάζουν στο νερό ; Ναι το θυμάμαι από τότε, στο στρατό, που είχα καθαρίσει κάτι βουνά από πατάτες και βούλιαζαν Εξάλλου την ιδέα «πατάτα» την έχουν ήδη εφαρμόσει στο Εργαστηριακό Κέντρο Νέας Φιλαδέλφειας Φωτογραφία από το ΕΚΦΕ Νέας Φιλαδέλφειας

9 Αρχή του Αρχιμήδη ΤΟ ΟΠΟΙΟΔΗΠΟΤΕ ΣΩΜΑ, ΕΑΝ ΒΥΘΙΣΤΕΙ ΣΕ ΟΠΟΙΟΔΗΠΟΤΕ
ΥΓΡΟ, ΔΕΧΕΤΑΙ ΑΝΩΣΗ ΙΣΗ ΜΕ ΤΟ ΒΑΡΟΣ ΤΟΥ ΕΚΤΟΠΙΖΟΜΕΝΟΥ ΥΓΡΟΥ

10 Α = ρυγρούgV Vεκτ, υγρού Α mεκτ, υγρού g ρυγρού g Βάροςεκτ, υγρού = =
Για τη Φυσική η Άνωση είναι ΔΥΝΑΜΗ η ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ της είναι προς τα πάνω Σύμφωνα με την Αρχή του Αρχιμήδη και τον ορισμό τη ς πυκνότητας για την ΤΙΜΗ της Άνωσης ( Α) της ισχύει Vεκτ, υγρού Α Βάροςεκτ, υγρού mεκτ, υγρού g ρυγρού g = = = Α = ρυγρούgV

11 γιατί υπάρχει Άνωση ; κατάλαβα ότι η ΆΝΩΣΗ είναι η συνισταμένη όλων των πιεστικών δυνάμεων που ασκεί ένα υγρό σε βυθισμένο σώμα Σε κάθε ακίνητο υγρό η πίεση σε μεγαλύτερο βάθος είναι μεγαλύτερη από την πίεση στα πιο ρηχά, λόγω της βαρύτητας όταν λοιπόν βυθιστεί ένα σώμα, οι δυνάμεις που « σπρώχνουν» το κάτω μέρος του σώματος – και κατευθύνονται προς τα πάνω - είναι μεγαλύτερες από τις δυνάμεις που σπρώχνουν το πάνω μέρος του σώματος και κατευθύνονται προς τα πάνω με αποτέλεσμα η συνισταμένη των πιεστικών δυνάμεων να κατευθύνεται προς τα πάνω

12 είναι εντυπωσιακό η ΑΝΩΣΗ ΟΦΕΙΛΕΤΑΙ στη ΒΑΡΥΤΗΤΑ
οι πιεστικές δυνάμεις που ασκούνται στην κάτω πλευρά του βυθισμένου σώματος είναι μεγαλύτερες η πίεση στα βαθύτερα είναι μεγαλύτερη άρα υπάρχει βαρύτητα άρα η συνισταμένη των πιεστικών δυνάμεων είναι προς τα πάνω άρα

13 και γιατί η Άνωση είναι ΙΣΗ με το Βάρος του εκτοπιζόμενου υγρού ;
και γιατί η Άνωση είναι ΙΣΗ με το Βάρος του εκτοπιζόμενου υγρού ; καθώς το σώμα βρίσκεται μέσα στο ακίνητο νερό οι πιεστικές δυνάμεις ΔΕΝ ΕΞΑΡΤΩΝΤΑΙ από το υλικό του σώματος η συνισταμένη τους θα ήταν ίση με την Άνωση Αν λοιπόν στη θέση του σώματος βάζαμε με τη φαντασία μας το νερό που έχει εκτοπιστεί οι πιεστικές δυνάμεις από το υπόλοιπο νερό θα ήταν ίδιες και εφόσον το νερό είναι ακίνητο θα ήταν – σύμφωνα με τον νόμο της ισορροπίας – ίση με το Βάρος του νερού που βρίσκεται στη θέση του σώματος

14 το φαινόμενο ΠΛΕΥΣΗ

15

16 οι καρπουζόφλουδες, ο φελλός, οι πάπιες, οι βάρκες, τα καράβια, οι σανίδες , τα παγόβουνα, τα ανθρώπινα σώματα ΕΠΙΠΛΕΟΥΝ στο νερό, το παγάκι ΕΠΙΠΛΕΙ στο ουίσκι, το σίδερο ΕΠΙΠΛΕΕΙ στον υδράργυρο Άνωση Πρόκειται για το φαινόμενο ΠΛΕΥΣΗ το οποίο δεν είναι παρά ειδική περίπτωση του γενικότερου φαινομένου ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ Βάρος η Φυσική το μελετάει με τη βοήθεια της έννοιας ΔΥΝΑΜΗ και σύμφωνα με τον νόμο της Αδράνειας η συνισταμένη των ασκουμένων στο σώμα δυνάμεων είναι ίση με μηδέν στο σώμα που επιπλέει οι ασκούμενες δυνάμεις είναι η ΒΑΡΟΣ και ΑΝΩΣΗ που ασκείται στο βυθισμένο τμήμα Βάρος = Άνωση

17

18 Άνωση του βυθισμένου τμήματος
Βάρος του κύκνου

19 το φαινόμενο ΒΥΘΙΣΗ

20 Νομίζω στην κούφια, αλλά δεν είμαι σίγουρος
Δύο σιδερένιες σφαίρες ίδιου όγκου μέσα στο νερό . Η μία συμπαγής, η άλλη κούφια, με εσωτερική κοιλότητα . Σε ποια ασκείται μεγαλύτερη άνωση ; Νομίζω στην κούφια, αλλά δεν είμαι σίγουρος Οι δύο ανώσεις είναι ίσες γιατί και οι δύο εκτοπίζουν το ίδιο νερό. Η συμπαγής όμως θα βυθιστεί διότι το Βάρος της είναι μεγαλύτερο από την άνωση ενώ η κούφια, εάν η κοιλότητα είναι αρκετά μεγάλη, (όσο βρίσκεται ολόκληρη μέσα στο νερό η άνωση είναι μεγαλύτερη από το βάρος) , θα βγει στην επιφάνεια και, μολονότι σιδερένιο αντικείμενο , θα επιπλέει. Κάπως έτσι επιπλέουν τα σιδερένια καράβια Αν όμως ανοίξει μια τρύπα και μπει στην κοιλότητα νερό, θα βουλιάξει. Στο βάρος της θα προστίθεται και το βάρος του νερού και το ολικό βάρος θα γίνει μεγαλύτερο από την άνωση ακόμα κι αν βρεθεί μέσα στο νερό ολόκληρη. Κάπως έτσι βυθίστηκε ο Τιτανικός. ο όγκος του νερού που εκτοπίζει και η συμπαγής και η κούφια

21 η ΦΥΣΙΚΗ περιγράφει ερμηνεύει προβλέπει

22 ρσώματος > ρυγρού ΒΑΡΟΣ > ΑΝΩΣΗ mg > ρυγρούgVσώματος
Αν ένα αντικείμενο σώμα βρεθεί ολόκληρο μέσα στο νερό οι ασκούμενες δυνάμεις είναι η ΒΑΡΟΣ και η ΑΝΩΣΗ εάν αρχίσει να βυθίζεται για τη Φυσική ΒΑΡΟΣ > ΑΝΩΣΗ Η σχέση αυτή μπορεί να μετασχηματιστεί σε μια σχέση ανάμεσα στην ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ του σώματος και την ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ του υγρού mg > ρυγρούgVσώματος ρσώματοςVσώματοςg > ρυγρούgVσώματος ρσώματος > ρυγρού Η ΣΥΝΘΗΚΗ για ΒΥΘΙΣΗ

23 Σε αντίθετη περίπτωση μπορούμε να ΠΡΟΒΛΕΨΟΥΜΕ ότι
Αν η πυκνότητα του υλικού του σώματος είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του υγρού μπορούμε να ΠΡΟΒΛΕΨΟΥΜΕ ότι το σώμα θα ΒΥΘΙΣΤΕΙ. Σε αντίθετη περίπτωση μπορούμε να ΠΡΟΒΛΕΨΟΥΜΕ ότι θα ανέβει προς την επιφάνεια και τελικά θα ΕΠΙΠΛΕΕΙ η πυκνότητα του νερού είναι 1000 kg/m3 Γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του λαδιού είναι 800 kg/m3 μπορούμε να προβλέψουμε ότι το λάδι επιπλέει στο νερό Γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του πλεξιγκλάς είναι kg/m3 μπορούμε να προβλέψουμε ότι βουλιάζει στο νερό

24 Γνωρίζοντας ότι το αφρολέξ έχει πυκνότητα γύρω
Γνωρίζοντας ότι το πολυπροπυλένιο έχει πυκνότητα γύρω στο 920 kg/m3 μπορούμε να προβλέψουμε ότι αντικείμενα από προλυπροπυλένιο επιπλέουν στο νερό Γνωρίζοντας ότι το αφρολέξ έχει πυκνότητα γύρω στο 400 kg/m3 μπορούμε να προβλέψουμε ότι αντικείμενα από αφρολέξ επιπλέουν στο νερό Τα καλαμάκια που πίνουμε πορτοκαλάδα ; Ορισμένα βουλιάζουν και ορισμένα επιπλέουν. Τι γίνεται ; Όσα είναι από πολυπροπυλένιο επιπλέουν, τα υπόλοιπα είναι από πολυμερές με πυκνότητα μεγαλύτερη από εκείνη της πορτοκαλάδας και βουλιάζουν Δεν το πιστεύω Γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του σιδήρου είναι kg/m3 και η πυκνότητα του υδραργύρου kg/m3 μπορούμε να προβλέψουμε το απίστευτο ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ «το τόσο βαρύ σίδερο να επιπλέει». Αν δεν το πιστεύεις πρέπει να αναζητήσεις υδράργυρο και να το δεις με τα μάτια σου. Πάντως όταν εγώ το πρωτοείδα το σίδερο – ΣΥΜΒΟΛΟ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ – να επιπλέει σε υδράργυρο εντυπωσιάστηκα

25 Δεν ξέρω τη ( μέση ) πυκνότητά του και Τι γίνεται με το ΜΑΝΤΑΡΙΝΙ ;
δεν μπορώ να κάνω πρόβλεψη Τι γίνεται με το ΜΑΝΤΑΡΙΝΙ ; Μια μέρα που δοκίμασα να δω τι γίνεται παρατήρησα ότι «μόλις» επιπλέει. Όταν, όμως, το ξεφλούδισα βούλιαξε Τα φρούτα έχουν πυκνότητα πολύ κοντά στο 1000 kg /m3 του νερού και έχει ενδιαφέρον να δοκιμάσεις με ΜΗΛΟ, με ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ και με ΚΕΡΑΣΙ Μήλο και πορτοκάλι θα βρω αλλά κεράσι ; Θα χρειαστεί να κάνουμε υπομονή μέχρι τον Ιούνιο. Δεν ξέρω τι κάνει το κεράσι αλλά το ξύλο της κερασιάς επιπλέει. Το χω δοκιμάσει με ένα μπαστούνι από κερασιά που φέραμε από το Πήλιο .

26 Πάντως χωρίς να ξέρω τις πυκνότητες νομίζω ότι η βενζίνη επιπλέει στο λάδι. Δεν έχω δίκιο ;
Έχεις δίκιο, στο λάδι επιπλέει και το οινόπνευμα, ενώ το ξύλο που όπως ξέρεις επιπλέει στο νερό βουλιάζει στο οινόπνευμα ΕΚΦΕ Αγρινίου

27 εκδηλώνεται και στα ΑΕΡΙΑ
ΑΝΩΣΗ εκδηλώνεται και στα ΑΕΡΙΑ

28 για τους ίδιους λόγους που εμφανίζεται και στα υγρά
ίση με το βάρος του αερίου που εκτοπίζει η άνωση που ασκεί ο αέρας είναι ίση με ράερgV, όπου ραερ η πυκνότητα του αέρα, 1,3 kg/m3. τα μπαλόνι με Ήλιον, αν το αφήσεις και δεν το κρατάς, « ανεβαίνει στον ουρανό » το ίδιο θα συμβεί και με το μπαλόνι με Υδρογόνο, ενώ εκείνο με το Οξυγόνο δεν θα . .

29

30 Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας
users.sch.gr/kassetas