Legea lui Arhimede afirmă că un corp scufundat într-un fluid este împins de o forță egală cu greutatea volumului de fluid dezlocat. Această forță, cunoscută sub numele de forța arhimedică, determină dacă un obiect plutește sau se scufundă, în funcție de densitatea sa în raport cu fluidul. Documentul oferă exemple de experimente pentru a ilustra acest principiu, inclusiv utilizarea unui densimetru și observații asupra flotabilității stafidelor în lichid carbogazos.

1. LUISA ROTARIU
C.N.P.R.
PIATRA-NEAMT 2015

2. Legea lui Arhimede sau principiul lui Arhimede este o lege a staticii
fluidelor, care afirmă că un corp scufundat într-un fluid este împins de către
fluid, de jos în sus, cu o forță egală cu greutatea volumului de fluid dislocat
de către corp. Această forță se numește forță arhimedică sau forța lui
Arhimede. A fost descoperită în mod empiric de către Arhimede în secolul al
III-lea î.Hr. și demonstrată în secolul al XVI-lea. Uzual, se poate vorbi și de
legea plutirii corpurilor, deși, - important -, nu toate corpurile scufundate
ajung să plutească datorită forței arhimedice.
Forța arhimedică apare în situația în care sistemul este plasat într-un câmp
gravitațional și are aceeași direcție și sensul opus direcției câmpului
gravitațional. Punctul de aplicație al forței arhimedice este centrul de masă
al fluidului dezlocuit de corp. Valoarea și direcția forței arhimedice nu
depinde de forma sau densitatea corpului
LEGEA LUI
ARHIMEDE

3. EXPERIMENT:
SUBMARIN1. MATERIALE FOLOSITE:
• O sticlă de detergent (se poate utiliza și o sticlă obișnuită de 1 litru)
• Un tub de plastic
• Un balon
• Bandă adezivă

4. 2. MOD DE LUCRU
• Se fixează la un capat al tubului balonul, folosind banda adezivă
• Se taie sticla pe mijloc în formă de dreptunghi astfel încât, în momentul în care
umflăm balonul, acesta să poată ieși prin tăietură
• Se introduce capătul tubului cu balon în sticlă, iar pe partea cealaltă a tubului se
introduce capacul sticlei și se închide.

5. • Punem sticla într-un vas în care am turnat apă;
• Suflăm cu putere prin capătul lăsat liber al tubului până când balonul se umple
cu aer și iese din recipient.

6. 3. CE OBSERVAM:
În momentul când suflăm în balon, apa este scoasă în “submarin”, iar acesta se ridică la
suprafață, deoarece greutatea este mai mica decât forța arhimedică.

7. Ce îmi trebuie?
- densimetru
- apă;
- alcool medicinal;
- pai pentru suc;
- plastilină;
- două pahare.
Cum procedez?
Se umple un pahar cu apă, iar celălalt cu alcool.
Se astupă cu plastilină un capăt al paiului, iar celălalt capăt este lăsat liber. Se obţine un densimetru.
Se introduce paiul în apă cu partea astupată şi se marchează pe el nivelul la care pluteşte.
Se introduce apoi paiul în alcool medicinal şi se marchează nivelul la care pluteşte.
Se compară.
Ce am observat?
Paiul se scufundă parţial în fiecare lichid.
În alcool se scufundă mai mult decât în apă.
Posibile întrebări:
De ce nu se întâmplă la fel în ambele cazuri?
De ce nu se scufundă paiul definitiv?
Cum putem verifica dacă am construit un densimetru corect?
Aparatul construit este un densimetru. El pluteşte parţial cufudat într-un lichid. Cu cât densimetrul se scufundă mai
mult, cu atât densitatea lichidului este mai mică. Alcoolul medicinal are densitatea mai mică decât a apei. Experimentul
poate continua cu măsurarea densităţii uleiului şi compararea cu celelalte două măsurători. Putem, de asemenea, să
comparăm prin măsurare densitatea apei sărate cu cea a apei normale sau să ordonăm densităţile

9. Proprietăţile apei şi plutirea corpurilor
Ce îmi trebuie?
- două vase transparente;
- apă;
- sare;
- două ouă sau alte două obiecte identice.
Cum procedez?
Torn tot atâta apă în fiecare vas.
Introduc în fiecare vas unul din cele două obiecte identice/ ouă.
Pun sare în al doilea vas, observ, compar, apoi adaug treptat sare în cel de-al doilea vas până când obiectul/ oul se ridică la suprafaţă.
Ce am observat?
Obiectul/ oul introdus în paharul cu apă obişnuită s-a scufundat.
Deşi la început obiectul/ oul introdus în al doilea vas s-a scufundat, pe măsură ce am adăugat sare, acesta s-a ridicat treptat la suprafaţă.
Obiectele se scufundă mai greu în apa sărată decât în apa obişnuită.
Posibile întrebări:
De ce punem sare şi nu altceva? Este posibil să folosim şi alte substanţe în loc de sare?
Ce se va întâmpla dacă mai adăugăm sare?
Până când putem să adăugăm sare?
Plutirea corpurilor depinde de proprietăţile apei. În apele sărate obiectele se scufufundă mai puţin. Cu cât apa este mai sărată, cu atât corpurile stau mai la suprafaţă.

13. Această activitate are la bază noţiuni ca: densitatea unui corp, fluid. Experimentul se bazează pe principiul lui
Arhimede. Vom arăta dacă stafidele plutesc sau se scufundă într-un lichid carbogazos transparent. Acest lichid
conţine dioxid de carbon. Cum vor reacţiona stafidele cu lichidul şi dioxidul de carbon?
Materiale necesare :
􀂃 1 pahar din plastic transparent
􀂃 Sprite sau 7-UP
􀂃 1 pachet de stafide (să nu fie foarte uscate)
Procedeu:
1. Se umple ¾ din pahar cu suc.
2. Se pun aproximativ 10 stafide în pahar. Ce se observă?
Scurtă explicaţie: Stafidele au o densitate mai mare decât a lichidului. Acest fapt, face ca stafida
introdusă în lichid să se scufunde. În interiorul lichidului, de stafide se ataşează bule de dioxid de carbon. În
acest fel, volumul lor creşte, va creşte şi greutatea lichidului dezlocuit de o astfel de stafidă, şi în acest mod,
forţa arhimedică devine mai mare decât greutatea stafidei şi acesta urcă spre suprafaţă.
Altfel spus, bulele de gaz, ataşate stafidei, fac ca densitatea sistemului stafidă-gaz să fie mai mică decât a
lichidului şi sistemul urcă. La suprafaţă, dioxidul de carbon este cedat în atmosferă, densitatea stafidei creşte,
devine mai mare decât a lichidului şi se va scufunda. Ciclul acesta continuă.
Principiul lui Arhimede stă la baza acestei explicaţii: când un corp este scufundat într-un fluid, asupra lui
acţionează, pe verticală de jos în sus, o forţă egală cu greutatea fluidului dezlocuit de corp.
Aplicaţie: Vesta de salvare are acelaşi rol cu al bulelor de dioxid de carbon.

14. SFÂRȘIT!