Естествознание 11 класс (Урок№5 - Гидродинамика и аэродинамика. Плавающие и летательные аппараты.)
Естествознание 11 класс (Урок№5 - Гидродинамика и аэродинамика. Плавающие и летательные аппараты.) Что мы знаем о воздухоплавании? Ещё в древние времена люди мечтали подняться в воздух и научиться летать, подобно птицам. История донесла до нас немало свидетельств попыток различных людей смастерить крылья и полетать. Изучив законы физики, можно объяснить данное явление. Цель: - понять, как законы физики повлияли на понимание движения тел в жидких и газообразных средах. Задачи: - освоить понятия «выталкивающая сила», «подъёмная сила», законы гидроаэродинамики, эффект Магнуса; - осознать значение открытий, сделанных в физике, которые объясняют возможность движения тел в разных средах. мы узнаем: - от чего зависит величина силы Архимеда и как эффект Магнуса связан с динамическим давлением; - каким образом возникает подъемная сила, действующая на крыло; мы сможем: - рассчитывать силу Архимеда и вычислять динамическое давление; мы научимся: - классифицировать летательные аппараты и анализировать информацию о создании подводных и летательных аппаратов различного назначения; - синтезировать знания о силе Архимеда, динамическом давлении и эффекте Магнуса. Если погрузить в воду мячик, наполненный воздухом, и отпустить его, то он всплывет. То же самое произойдет со щепкой, с пробкой и многими другими телами. Какая же сила заставляет их всплывать? На тело, погруженное в воду, со всех сторон действуют силы давления воды. Если бы все эти силы были одинаковы, тело испытывало бы лишь всестороннее сжатие. Но на разных глубинах гидростатическое давление различно: оно возрастает с увеличением глубины. Поэтому силы давления, приложенные к нижним участкам тела, оказываются больше сил давления, действующих на тело сверху. Если заменить все силы , приложенные к погруженному в воду телу, одной (результирующей или равнодействующей) силой, оказывающей на тело то же самое действие, что и все эти отдельные силы вместе, то результирующая сила будет направлена вверх. Это и заставляет тело всплывать. Эта сила называется выталкивающей силой, или архимедовой силой. Какие силы поддерживают такие летательные аппараты, как самолёт и вертолёт в полёте? Силой противостоящей силе тяжести является – сила давления воздуха, так как средняя плотность такого летательного аппарата больше плотности воздуха, то можно предположить, что силы Архимеда для этого недостаточно. Когда крыло помещено в поток воздуха, вблизи острой задней кромки крыла возникают вихри, вращающиеся против часовой стрелки. Вихри растут, отрываются от крыла и уносятся потоком. Остальная масса воздуха рядом с крылом получает противоположное вращение, около крыла образуется циркуляция. Накладываясь на общий поток, циркуляция обуславливает распределение линий тока. Выталкивающая сила и эффект Магнуса Выталкивающая сила, или архимедова действует на тело не только в воде, но и в любой другой жидкости, т. к. в любой жидкости существует гидростатическое давление, разное на разных глубинах. Выталкивающая сила возникает и в случае частичного погружения тела. Динамическое давление рассчитывается по формуле: Pд=ρυ^2/2 , где ρ – плотность газа (жидкости); υ – скорость газа (жидкости) относительно поверхности тела. Подъёмная сила – это сила, действующая на крыло летящего горизонтально летательного аппарата со стороны встречного потока воздуха. Эффект Магнуса – это возникновение силы, перпендикулярной к потоку, при обтекании вращающегося тела.
Естествознание 11 класс (Урок№5 - Гидродинамика и аэродинамика. Плавающие и летательные аппараты.) Что мы знаем о воздухоплавании? Ещё в древние времена люди мечтали подняться в воздух и научиться летать, подобно птицам. История донесла до нас немало свидетельств попыток различных людей смастерить крылья и полетать. Изучив законы физики, можно объяснить данное явление. Цель: - понять, как законы физики повлияли на понимание движения тел в жидких и газообразных средах. Задачи: - освоить понятия «выталкивающая сила», «подъёмная сила», законы гидроаэродинамики, эффект Магнуса; - осознать значение открытий, сделанных в физике, которые объясняют возможность движения тел в разных средах. мы узнаем: - от чего зависит величина силы Архимеда и как эффект Магнуса связан с динамическим давлением; - каким образом возникает подъемная сила, действующая на крыло; мы сможем: - рассчитывать силу Архимеда и вычислять динамическое давление; мы научимся: - классифицировать летательные аппараты и анализировать информацию о создании подводных и летательных аппаратов различного назначения; - синтезировать знания о силе Архимеда, динамическом давлении и эффекте Магнуса. Если погрузить в воду мячик, наполненный воздухом, и отпустить его, то он всплывет. То же самое произойдет со щепкой, с пробкой и многими другими телами. Какая же сила заставляет их всплывать? На тело, погруженное в воду, со всех сторон действуют силы давления воды. Если бы все эти силы были одинаковы, тело испытывало бы лишь всестороннее сжатие. Но на разных глубинах гидростатическое давление различно: оно возрастает с увеличением глубины. Поэтому силы давления, приложенные к нижним участкам тела, оказываются больше сил давления, действующих на тело сверху. Если заменить все силы , приложенные к погруженному в воду телу, одной (результирующей или равнодействующей) силой, оказывающей на тело то же самое действие, что и все эти отдельные силы вместе, то результирующая сила будет направлена вверх. Это и заставляет тело всплывать. Эта сила называется выталкивающей силой, или архимедовой силой. Какие силы поддерживают такие летательные аппараты, как самолёт и вертолёт в полёте? Силой противостоящей силе тяжести является – сила давления воздуха, так как средняя плотность такого летательного аппарата больше плотности воздуха, то можно предположить, что силы Архимеда для этого недостаточно. Когда крыло помещено в поток воздуха, вблизи острой задней кромки крыла возникают вихри, вращающиеся против часовой стрелки. Вихри растут, отрываются от крыла и уносятся потоком. Остальная масса воздуха рядом с крылом получает противоположное вращение, около крыла образуется циркуляция. Накладываясь на общий поток, циркуляция обуславливает распределение линий тока. Выталкивающая сила и эффект Магнуса Выталкивающая сила, или архимедова действует на тело не только в воде, но и в любой другой жидкости, т. к. в любой жидкости существует гидростатическое давление, разное на разных глубинах. Выталкивающая сила возникает и в случае частичного погружения тела. Динамическое давление рассчитывается по формуле: Pд=ρυ^2/2 , где ρ – плотность газа (жидкости); υ – скорость газа (жидкости) относительно поверхности тела. Подъёмная сила – это сила, действующая на крыло летящего горизонтально летательного аппарата со стороны встречного потока воздуха. Эффект Магнуса – это возникновение силы, перпендикулярной к потоку, при обтекании вращающегося тела.