7 что делает возможным плавание животных и человека в воде

Плавание животных и человека

Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности окружающей их воды. Это и делает возможным их плавание под водой. Плаванию животных в толще воды способствует также дополнительная подъемная сила, которая возникает при их перемещении в водной среде. (Эта подъемная сила аналогична той, которая действует на крылья летящего самолета.)

Различают активное и пассивное плавание. При активном плавании животные передвигаются либо с помощью имеющихся у них гребных органов (как, например, различные ластоногие животные, а также простейшие организмы, использующие свои жгутики или реснички), либо посредством волнообразных изгибаний тела и использования непарных плавников (как, например, киты, большинство рыб, змей, пиявки и т. д.), либо в результате периодических выталкиваний воды (как, например, медузы и осьминоги). При пассивном плавании животные просто увлекаются движущейся водой.

Скорость передвижения животных в воде может достигать довольно больших значений. Например, акулы и скумбрии плавают со скоростью 20 км/ч и выше, летучие рыбы разгоняются до скорости 65 км/ч, а меч-рыба развивает скорость до 130 км/ч.

Большую роль в передвижении рыб внутри воды играет плавательный пузырь. Меняя объем этого пузыря (а также количество газа в нем), рыба способна как увеличивать, так и уменьшать действующую на нее выталкивающую силу. Благодаря этому рыба может в определенных пределах регулировать глубину своего погружения.
Киты регулируют глубину своего погружения за счет уменьшения и увеличения объема легких.

В настоящее время известно, что жизнь на Земле зародилась в водной среде. Это произошло около 4 миллиардов лет тому назад. 400 миллионов лет назад жизнь вышла из моря. 65 миллионов лет назад появились первые млекопитающие. Но вода и сейчас продолжает составлять значительную часть в живых организмах, причем как в морских животных, так и в млекопитающих, обитающих на суше (включая человека). Например, у десятидневного человеческого эмбриона содержание воды достигает 95%, у новорожденного — приблизительно 72%, а у взрослого человека — в среднем 60%.

Строение человека таково, что его плотность оказывается близкой к плотности воды. У многих людей она чуть меньше, особенно когда желудок пустой, а вода соленая. В таких случаях человек способен свободно находиться на поверхности воды, не боясь утонуть. Вот что написал об этом в одном из своих рассказов американский писатель Эдгар По (1809—1849):

«В среднем человеческое тело немногим тяжелее или легче воды. Тела тучных, дородных людей с тонкими костями и тела подавляющего большинства женщин легче, чем тела худощавых крупнокостных мужчин. Упавший в реку человек почти никогда не пойдет ко дну, если он позволит весу своего тела прийти в соответствие с весом вытесненной им воды — другими словами, если он погрузится в воду почти целиком. Для людей, не умеющих плавать, наиболее правильной будет вертикальная позиция идущего человека, причем голову следует откинуть и погрузить в воду так, чтобы над ней оставались только рот и нос. Приняв подобную позу, вы обнаружите, что без всяких усилий и труда держитесь у самой поверхности. Однако совершенно очевидно, что вес человеского тела и вес воды, которую оно вытесняет, находятся лишь в весьма хрупком равновесии, так что достаточно ничтожного пустяка, чтобы оно нарушилось в ту или иную сторону. Например, рука, поднятая над водой и тем самым лишенная ее поддержки, представляет собой добавочный вес, которого достаточно, чтобы голова ушла под воду целиком, тогда как случайно схваченный даже небольшой кусок дерева позволит вам приподнять голову и оглядеться. Человек, не умеющий плавать, обычно начинает биться в воде, вскидывает руки и старается держать голову, как всегда, прямо. В результате рот и ноздри оказываются под водой, которая при попытке вздохнуть проникает в легкие. Кроме того, большое ее количество попадает в желудок, и все тело становится тяжелее настолько, насколько вода тяжелее воздуха, наполнявшего эти полости прежде. Как правило, этой разницы достаточно для того, чтобы человек пошел ко дну».

На Земле есть и такое море, в котором вообще невозможно утонуть. Это соленое озеро, называемое Мертвым морем. Оно настолько соленое, что в нем отсутствует всякая жизнь (за исключением некоторых видов бактерий). Если вода большинства морей и океанов содержит 2—3% соли, то в Мертвом море ее содержится более 27%! Из-за большого содержания соли плотность воды здесь оказывается больше плотности человеческого тела, и потому человек в Мертвом море может спокойно лежать на его поверхности и читать книгу. Если же в эту воду войдет лошадь, то, как пишет Марк Твен, она оказывается в столь неустойчивом состоянии, что «не может ни плавать, ни стоять в Мертвом море,— она тотчас же ложится на бок».

Помимо Мертвого моря, огромной соленостью обладают также воды залива Кара-Богаз-Гол и озера Эльтон в Волгоградской области.

Некоторым больным специально рекомендуют принимать соленые ванны. Погружаясь в такую ванну, люди испытывают странное и необычное ощущение. «Если соленость воды очень велика, как, например, в Старорусских минеральных водах, то больному приходится прилагать немало усилий, чтобы удержаться на дне ванны. Я слышал,— пишет Я. И. Перельман, — как женщина, лечившаяся в Старой Руссе, с возмущением жаловалась, что вода «положительно выталкивала ее из ванны». Кажется, она склонна была винить в этом не закон Архимеда, а администрацию курорта. »

Источник

Тема урока “Плавание тел. Плавание животных и человека”

Разделы: Физика

Тип урока: Изучение нового материала с элементами проблемного исследования.

Форма проведения: групповая

План урока:

2. Проверка домашнего задания- 7 мин

3. Объяснение нового материала- 30 мин

4. Закрепление материала, рефлексия – 5мин

Читайте также:  Щетка для удаления шерсти домашних животных с ковра в домашних условиях

5. Домашнее задание – 2 мин

Ход урока

1. Организационный момент

Приветствия учащихся; сообщение плана урока.

2. Проверка домашнего задания

1 вариант

1). К одинаковым пружинам подвешены шарики равной массы, но разного объёма. Снизу к шарикам подносят сосуд с водой и поднимают его до такого уровня, пока шарики полностью погрузятся в воду.( рис )

Какая пружина сократиться больше?

1. Первая 2. Вторая 3. Третья

2). К коромыслу пружинных весов подвешены два одинаковых груза (рис.). Нарушится ли равновесие весов, если одну гирю опустить в воду, а другую в керосин?

2. Перетянет гиря, опущенная в воду.

3. Перетянет гиря, опущенная в керосин.

3).Свинцовый шар и мыльный пузырь имеют равные объемы, равные ли по модулю архимедовы силы, действующие на эти шары в воздухе?

2. Большая сила действует на мыльный пузырь.

3. Большая сила действует на свинцовый шар.

4). Тело объемом 80 см 3 погружено в машинное масло. Вычислите архимедову силу, действующую на это тело. Плотность машинного масла 900кг/ м 3

1. 90 Н 2. 71 Н. 3. 720 Н 4. 0, 71 Н 5. 80 Н

2 вариант

2. Перетянет больший по объему брусок.

3. Перетянет меньший по объему брусок.

2). Одинаковая ли сила нужна для подъема якоря в морской и речной моде?

2. Большая в речной воде.

3. Большая в морской воде.

3). Тела опущено в мензурку с водой и уравновешены на рычаге. ( рис )

Нарушится ли равновесие весов, если в мензурку а налить столько же воды, сколько ее в мензурке б?

2. Перетянет тело, опущенное в мензурку а.

3. Перетянет тело, опущенное в мензурку б.

4). Вычислите архимедову силу, действующую на тело человека, который находится под водой. Объем тела человека принять равным 72 дм 3.

1. 90 Н 2. 72 Н 3. 706 Н 4. 0, 72 Н 5. 80 Н

3. Объяснение нового материала.

Урок начинаю с создания проблемной ситуации. На столе стоя два стакана с водой, в одном стакане картофель плавает, в другом тонет. Почему?

1 группа

Задание: Выяснить какие из этих тел в воде плавают, а какие тонут?

Сравните плотности тел и жидкости. Сделайте вывод.

2 группа

Задание: Выяснить какие из этих тел в насыщенном растворе соли плавают, а какие тонут?

Сравните плотности тел и жидкости. Сделайте вывод.

3 группа

Задание: Выяснить какие из этих тел в подсолнечном масле плавают, а какие тонут?

Сравните плотности тел и жидкости. Сделайте вывод.

4 группа

Оборудование: Весы с разновесом, измерительный цилиндр, пробирка с пробкой, крючок, сухой песок, салфетка, песок.

Определите архимедову силу и силу тяжести, действующие на пробирки. Сделайте вывод

Сила тяжести Архимедова сила Плавает тело внутри жидкости, тонет или всплывает.
1.

Результаты всех исследований записываем на доске и в тетради.

Тело плавает внутри жидкости Тело всплывает Тело тонет
F А = F Т F А > F Т F А т ж

Дома изобразить графически силы, действующие на тело, плавающее внутри жидкости, всплывающее на поверхность воды, тонущее в воде.

Сообщение учащихся по теме “Плавание животных и человека”

4. Закрепление материала

1. Какие силы действуют на погруженное в жидкость тело?

1) сила трения и сила упругости

2) сила тяжести и выталкивающая сила

3) сила упругости и выталкивающая сила

4) сила тяжести и сила трения

2. В какой из следующих жидкостей будет плавать лёд?

1) масло подсолнечное

3. Почему, находясь под водой, человек может легко поднять предмет, который с трудом удерживает в воздухе?

1) в воде не действует атмосферное давление

2) тело станет легче, потому что станет чище

3) вода держит предмет

4) на предмет действует выталкивающая сила

5. Рефлексия.

1.Что нового ты узнал на уроке?

2. Что понравилось на уроке?

6. Домашнее задание. Прочитать параграф 48, 50, заполнить таблицу.

Источник

Плавание животных и человека
презентация к уроку по физике (7 класс)

Плавание животных и человека- презентация

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Плавание животных и человека

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:ВЫЯСНИТЬ УСЛОВИЯ ПЛАВАНИЯ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА.

Почему животные могут плавать Плотность водной среды почти не уступает плотности тел обитающих в ней животных. Чтобы быстро двигаться в воде, животное должно иметь обтекаемую форму. Благодаря сопротивлению воды лёгкого движения хвоста достаточно, чтобы стремительно ринуться вперёд.

Различают активное и пассивное плавание Активное плавание Животные передвигаются с помощью имеющихся у них гребных органов

Передвигаются в результате периодических выталкиваний воды

Пассивное плавание просто увлекаются движущейся водой

АКУЛЫ И СКУМБРИИ ПЛАВАЮТ СО СКОРОСТЬЮ 20 КМ / Ч И ВЫШЕ

Летучие рыбы разгоняются до скорости 65 КМ / ЧИ Меч – рыба развивает скорость до 130 КМ / Ч

Десятидневный человеческий эмбрион содержит воды 95%. Новорожденный 72%. Взрослый человек в среднем 60%

Побережье озера является самым низким участком суши на Земле. Мёртвое море это один из самых солёных водоемов на Земле, солёность достигает 33,7%. Длина моря 67 км, ширина 18 км в самом широком месте, максимальная глубина 378м.

В Мертвом море за счет большого количества растворенных солей (более 27% по весу) плотность воды достигает 1,16 г/см3. Купаясь в этом море, человек очень мало погружается в воду, находясь как бы на поверхности, поскольку средняя плотность тела человека меньше плотности воды.

В нашей стране ещё более высокая плотность воды наблюдается: В проливе Кара – Богаз – Гол на Каспии В озере Эльтон

Первая помощь утопающему

Действия по спасению утопающего

Помните, что при оказании помощи утопающему, вы имеете дело с потенциально опасным субъектом. Страх перед смертью заставляет утопающего совершать неконтролируемые действия, которые могут быть опасны для спасателя! Риск для спасателя и утопающего можно снизить, если запастись специальным оборудованием: спасательным кругом или спасательным жилетом. Но даже находясь в лодке, постарайтесь подплывать к утопающему носом лодки или кормой. Если подплывете бортом, есть риск, что утопающий при попытке спастись перевернет лодку. Соблюдение правил безопасности спасателя сохранит ему жизнь и здоровье, и поможет спасти попавшего в беду человека.

Алгоритм оказания помощи тонущему человеку: Прекратить поступление воды в дыхательные пути. Это достигается путем извлечения головы пострадавшего из-под воды. Для этого пострадавшего переворачивают на спину, голову запрокидывают так, чтобы рот и нос были над поверхностью воды.

Как можно быстрее доставить пострадавшего на судно или берег. В процессе транспортировки пострадавшего по воде, следует по возможности начать проводить искусственное дыхание «изо рта в рот» или «изо рта в нос». Освободить дыхательные пути. Если во рту есть водоросли, песок, слюна, пена и т. п., пальцем, обернутым носовым платком или полотенцем, освободите рот от содержимого.

Дренажное положение. Повернуть пострадавшего на живот Приподнять таз пострадавшего так, чтобы он оказался выше головы. Подсунуть под таз свое колено. Руками обхватить пострадавшего в области верхней части живота и слегка сдавить. При этом изо рта пострадавшего может политься вода. Это вода, выходящая из желудка, поэтому не стоит тратить время на её выдавливание. К моменту начала оказания помощи пострадавшему на берегу, воды в легких уже, как правило, нет. Вода, попавшая в легкие, всасывается в кровь уже через три минуты после того, как прекращает туда поступать.

Источник

Плавание животных и человека

Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности окружающей их воды. Это и делает возможным их плавание под водой. Плаванию животных в толще воды способствует также дополнительная подъемная сила, которая возникает при их перемещении в водной среде’.

Различают активное и пассивное плавание. При активном плавании животные передвигаются либо с помощью имеющихся у них гребных органов (как, например, различные ластоногие животные, а также простейшие организмы, использующие свои жгутики или реснички), либо посредством волнообразных изгибаний тела и использования непарных плавников (как, например, киты, большинство рыб, змей, пиявки и т. д.), либо в результате периодических выталкиваний воды (как, например, медузы и осьминоги). При пассивном плавании животные просто увлекаются движущейся водой.

Скорость передвижения животных в воде может достигать довольно больших значений. Например, акулы и скумбрии плавают со скоростью 20 км/ч и выше, летучие рыбы разгоняются до скорости 65 км/ч, а меч-рыба развивает скорость до 130 км/ч.

Большую роль в передвижении рыб внутри воды играет плавательный пузырь. Меняя объем этого пузыря (а также количество газа в нем), рыба способна как увеличивать, так и уменьшать действующую на нее выталкивающую силу. Благодаря этому рыба может в определенных пределах регулировать глубину своего погружения.

Киты регулируют глубину своего погружения за счет уменьшения и увеличения объема легких.

На Земле есть и такое море, в котором вообще невозможно утонуть. Это соленое озеро, называемое Мертвым морем. Оно настолько соленое, что в нем отсутствует всякая жизнь (за исключением некоторых видов бактерий). Если вода большинства морей и океанов содержит 2-3% соли, то в Мертвом море ее содержится более 27%! Из-за большого содержания соли плотность воды здесь оказывается больше плотности человеческого тела, и потому человек в Мертвом море может спокойно лежать на его поверхности и читать книгу. Если же в эту воду войдет лошадь, то, как пишет Марк Твен, она оказывается в столь неустойчивом состоянии, что “не может ни плавать, ни стоять в Мертвом море,- она тотчас же ложится на бок”.

Помимо Мертвого моря, огромной соленостью обладают также воды залива Кара-Богаз-Гол и озера Эльтон в Волгоградской области.

Некоторым больным специально рекомендуют принимать соленые ванны. Погружаясь в такую ванну, люди испытывают странное и необычное ощущение. “Если соленость воды очень велика, как, например, в Старорусских минеральных водах, то больному приходится прилагать немало усилий, чтобы удержаться на дне ванны. Я слышал,- пишет Я- И. Перельман,- как женщина, лечившаяся в Старой Руссе, с возмущением жаловалась, что вода “положительно выталкивала ее из ванны”. Кажется, она склонна была винить в этом не закон Архимеда, а администрацию курорта. “

Отослано читателями из интернет-сайтов

Планирование урока физики, школьный календарный план. Наибольшая библиотека рефератов, домашнее задание, ответы на тесты. Онлайн библиотека с учебниками и книгами на скачку безплатно, физика тесты, все материалы учителю и школьникам на помощь в подготовке к домашней работе.

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Источник

Урок по физике ” Плавание животных и человека”

Описание презентации по отдельным слайдам:

Почему животные могут плавать Плотность водной среды почти не уступает плотности тел обитающих в ней животных. Чтобы быстро двигаться в воде, животное должно иметь обтекаемую форму, иначе на преодоление сопротивления среды потребуется слишком много энергии. Водная среда отчасти компенсирует вес, позволяя экономить энергию, которую наземное животное расходует лишь на то, чтобы удерживаться на ногах. Благодаря сопротивлению воды лёгкого движения хвоста достаточно, чтобы стремительно ринуться вперёд.

Способы плавания Обитатели водоёмов пользуются четырьмя способами передвижения: реактивным, волнообразными телодвижениями, гребками, с помощью эффекта подводного крыла.

Реактивное движение Такие обитатели морей, как осьминог, каракатица, моллюск сальпа, при перемещении используют принцип реактивного движения – они втягивают воду в специальные мускулистые мешки своего тела, а затем выталкивают ее наружу. Благодаря этому животные получают возможность перемещаться в направлении, противоположном выбрасываемой струе

Реактивное движение Признанный мастер реактивного метода — медуза. Распустив зонтик, она втягивает в его полость воду, после чего толчком выбрасывает её назад, а сама продвигается вперёд (или вверх).

Реактивное движение Тем же реактивным способом, но гораздо энергичнее, пользуется кальмар. Всосав воду в жаберную камеру, он затем с силой выталкивает её через особое отверстие — сифон. Развиваемая при этом реактивная тяга настолько сильна, что в погоне за добычей кальмар выскакивает из воды, проносясь несколько метров над поверхностью.

Волнообразные телодвижения Характерные для большинства рыб волнообразные телодвижения получаются при поочерёдных сокращениях прикреплённых к позвоночнику боковых мышц. Проходя вдоль тела, волна мышечных сокращений воздействует на водную среду, перемещая рыбу вперёд и в сторону, но, поскольку обтекаемая голова испытывает гораздо меньшее сопротивление среды, нежели широкий и плоский «борт», рыба плывёт вперёд. Этим методом пользуются все виды водоплавающих — от морских улиток до акул, — но лучше всех его освоили длиннотелые существа, угри и морские змеи.

Волнообразные телодвижения Рыбьи плавники усиливают этот эффект, но предназначение у них совсем иное. Когда нужно двигаться медленно и точно, рыба часто помогает себе плавниками, подгребая ими, словно маленькими вёслами. Таким способом можно маневрировать боком или даже забраться в расщелину хвостом вперёд, и многие обитатели коралловых рифов успешно им пользуются. Его взяли на вооружение многие водяные насекомые и ракообразные, приспособив конечности для гребли.

Стаи рыб Мелкие рыбы обычно движутся стаями. К этому их принуждает то обстоятельство, что при увеличении скорости движения близко расположенных тел по закону Бернулли понижается давление в пространстве между ними. Давление между каждыми двумя соседними рыбами в рыбьем косяке будет меньше, чем в среде, не возмущенной движением рыбьей стаи. В этом случае рыбы будут испытывать небольшую прижимающую их друг к другу силу и двигаться вместе. Если бы рыбы в косяке не подчинялись действию гидродинамических сил, они затрачивали бы больше энергии для своего перемещения.

Эффект подводного крыла Совершенно иначе пользуются своими плавниками акулы. К примеру, похожие на крылья самолёта грудные плавники акулы создают при движении в воде подъёмную силу и держат акулу на плаву, пока она двигается. Дело в том, что плотность акульего тела относительно велика, и, остановившись хоть на миг, морская хищница тотчас идёт ко дну. Кроме того, подводные крылья обеспечивают рыбам чрезвычайно высокую скорость плавания.

Эффект подводного крыла Точно такой же контур подводного крыла имеет изогнутый полумесяцем хвост рыбы-парусника. Быстро виляя из стороны в сторону, он буквально сам себя тянет вперёд, толкая рыбу со скоростью до 100 км/час — многим катерам за ней не угнаться.

Крылья-плавники Для подобных целей предназначены и укороченные пингвиньи крылья-плавники. Их энергичные маховые движения позволяют пингвину плавать с изумительной ловкостью и быстротой.

Как плавают черепахи Веслоногие, например черепахи, плавают, отталкиваясь от воды ногами.

Удивительная рыба В Средиземном море, у берегов Египта, водится удивительная рыба фагак. Приближение опасности заставляет фагака быстро заглатывать воду. При этом в пищеводе рыбы происходит бурное разложение продуктов питания с выделением значительного количества газов. Газы заполняют не только действующую полость пищевода, но и имеющийся при ней слепой вырост. В результате тело фагака сильно раздувается, и, в соответствии с законом Архимеда, он быстро всплывает на поверхность водоема. Здесь он плавает, повиснув вверх брюхом, пока выделившиеся в его организме газы не улетучатся. После этого сила тяжести опускает его на дно водоема, где он укрывается среди придонных водорослей.

Фагак (морская собака)

Погружение рыб на глубину Изменяя объем плавательного пузыря рыба способна увеличивать или уменьшать действующую на нее выталкивающую силу и регулировать глубину погружения

Моллюск наутилус Живущий в тропических морях моллюск наутилус может быстро всплывать и вновь опускаться на дно. Моллюск этот живет в закрученной спиралью раковине. Когда ему нужно подняться или опуститься, он изменяет объем внутренних полостей в своем организме.

Как человек научился плавать? Затем настало время плавания на боку. В одном из стилей «на боку» человек, лежа на правом или левом боку, имитировал ногами движение ножницами. В другом из этих стилей он работал не ногами, а руками. И тот и другой стиль позволял развивать уже довольно приличную скорость плавания. К тому же потом человек объединил два этих движения ногами и руками. Теперь мы с тобой подошли вплотную к стилю с названием «кроль». В английском языке, из которого к нам и пришло название «кроль», это слово означает «ползти». Впервые кроль в Англии продемонстрировал в 1902 году Ричард Кейвилл. Сам он обучился этому стилю у аборигенов Австралии. Поначалу этот способ плавания назывался австралийским кролем. Используя его, спортсмены установили так много рекордов, что кроль получил заслуженное признание, как самый быстрый стиль.

Плавание человека В Мертвом море за счет большого количества растворенных солей (более 27% по весу) плотность воды достигает 1,16 г/см3. Купаясь в этом море, человек очень мало погружается в воду, находясь как бы на поверхности, поскольку средняя плотность тела человека меньше плотности воды. В нашей стране еще более высокая плотность воды наблюдается в заливе Кара-Богаз-Гол на Каспии и в озере Эльтон.

Плавание под водой Для жизни под водой человек совершенно не приспособлен. На глубине 20 м под действием внешнего давления у него могут лопнуть барабанные перепонки. Опуститься же на глубину более 70 м без специального костюма человеку совершенно невозможно. (Правда, натренированные пловцы на очень короткое время опускаются под воду на глубину до 51 м). В человеческом организме в полости живота давление немного превышает атмосферное, в полости груди, наоборот, меньше атмосферного. Если человек, находясь неглубоко под водой, попытается дышать через узкую трубочку (тростинку или соломинку), то он может непродолжительное время это делать только при толщине находящегося над ним слоя воды менее 1 м. Дополнительное давление на человеческий организм столба воды в 1 м и более быстро приводит к полному прекращению дыхания и кровообращения. При этом кровь переполняет сердце, а брюшная полость и ноги почти совершенно обескровливаются. В процессе же ныряния жизнедеятельность человека существенным образом не нарушается, поскольку в этом случае он набирает в легкие дополнительное количество воздуха, которое помогает ему уравновешивать давление воды на его организм.

Источник

Читайте также:  Каких живых организмов на земле больше растений или животных и почему
admin
Интересные факты из жизни