Маленькая спутница

Урок физики с новым учителем начался со знакомства. – Я называю фамилию, имя, а названный ученик подымает руку. Всё понятно? – Да, – раздалось несколько голосов в глубине класса. – Александрова Алиса, – учитель поднял глаза на класс. – Я. – Бутко Анастасия. – Я. Женя приоткрыла учебник и бережно достала вложенный в него рисунок. Простым карандашом на бумаге изображена полицейская будка, а впереди, скрестив руки на груди, улыбался таинственный незнакомец. Подправив какую-то деталь лица карандашом, Женя спрятала рисунок обратно в учебник. – Кравчук Софья, – продолжал перекличку учитель. – Я. – Лебедева Евгения. – Я, – подняла руку девочка, ожидая реакции нового учителя. Иван Александрович немного запнулся и внимательно посмотрел на неё: «Помнит она или нет?». Ему вовсе не нужно лишнее человеческое внимание, когда на кону множество жизней. Но по глазам её он сделал безошибочный вывод: она помнит и понимает, что помнит и он. – Морозова Анна, – продолжил он. – Я, – отозвались где-то на задних партах. – Вы знакомы? – спросил любопытный Женин сосед. – Не твоё дело, – грубо ответила девочка, не отрывая глаз от нового учителя. – Так, ребята, какое было ваше домашнее задание? – спросил новый учитель у класса. – Пятидесятый параграф: отвечать на вопросы, – отозвалась Женя. Иван Александрович подошёл к первой парте и, ни слова не проронив, взял Женин учебник, как по своему раздражающему обыкновению делают учителя, забыв свой. Она взволнованно проследила за его действиями. В учебник был вложен рисунок – похожий на слона незнакомец и синяя полицейская будка. Иван Александрович нашёл заданный на дом параграф по рисунку, как по закладке, улыбнулся, удивлённо подняв брови и протянул листок Жене обратно. – Не трогай! – серьёзно сказала Женя, ударив соседа по руке, вновь протянутой к рисунку. – Проверкой домашнего задания займёмся в другой раз, а сейчас приступим к новой теме – Архимедова сила. Он вернул Жене учебник. – Для начала о том, как Архимед открыл выталкивающую или архимедову силу, – начал он рассказ. – В третьем веке до нашей эры царь Гиерон поручил Архимеду проверить честность мастера, изготовившего золотую корону, – действительно ли использовалось только золото? – А взвесить нельзя было? – спросил русоволосый мальчишка за второй партой. – Конечно можно было! Но что это даст? Можно взять тела, изготовленные из разных веществ, но разного объёма, и их вес будет одинаковым. Архимеду было необходимо найти объём короны. Потому что объём равен массе, делёной на плотность. Масса известна, а плотность зависит от вещества, которое и нужно было определить! Но как узнать, одинакового ли объёма корона и слиток золота того же веса? – По формуле расчёта объёма, – ответил кто-то из класса. – Невозможно – слишком сложная форма короны, – возразил Иван Александрович, скрестив руки на груди. – Почему? – переспросил ученик. – Хорошо. Если ты настаиваешь, останешься у меня после урока. Будем вычислять по формуле объём короны, - широко улыбнулся учитель. Класс заполнился смехом. «А он начинает мне нравится», – подумала Женя. – Ладно, не будем ждать, когда вы додумаетесь до решения: Архимеду понадобилось три недели для решения этой задачи – пока будете думать вы, я состарюсь, – учитель вновь улыбнулся своей, уже казалось, коронной улыбкой. – Архимед взял два слитка – один из золота, другой из серебра, равные весу короны, а в том, что произошло дальше мы убедимся на опыте. Он отошёл в лаборантскую. Вернулся оттуда уже с двумя одинаковыми отливными сосудами, двумя обычными и двумя телами из разных веществ. Он наполнил оба отливных сосуда водой до одной и той же отметки и достал из-за стола рычажные весы. – Взвесим эти два тела, изготовленные из различных веществ. Как мы видим, их вес одинаков. Как думаете, если мы погрузим тела в сосуды, из них выльется одинаковое или различное количество воды? Женя подняла руку. – Только Женя? Вы должны были пройти эту тему на прошлом уроке, – он оглядел класс. – Ладно, Женя? – Зависит от плотности этих веществ. Объём жидкости, вытесненной телом, равен объёму этого тела. А объём равен отношению массы к плотности. – Верно, – он погрузил тела в сосуды с водой. – Объём жидкости, вытесненной телом, равен объёму этого тела. Из проведённого опыта можем сделать вывод, что погруженные нами в воду тела действительно разного объёма. Таким образом Архимед определил, что корона не из чистого золота, а с примесью серебра – воды при погружении короны в воду вытеснилось больше, чем при погружении слитка золота той же массы. Мастер был изобличён в обмане, а Архимед сделал важное открытие: тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущены в неё, погружаются всё глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своём весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объёме тел. На предыдущем занятии вы должны были узнать, что на тело, находящееся в жидкости, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости, и направлена она противоположно силе тяжести, приложенной к данному телу, а так же узнать, что выталкивающая или архимедова сила равна весу жидкости в объёме погруженного в неё тела. Сформулируем формулу расчёта архимедовой силы, которой и будем пользоваться при дальнейшем решении задач. Так как архимедова сила равна весу жидкости, мы можем представить её, как произведение ускорения свободного падения и массы жидкости. Но рассчитать массу жидкости, вытесненной телом где-нибудь в океане, довольно проблематично, поэтому представляем это иначе: как плотность жидкости и объём тела, погруженного в жидкость, так как объём вытесненной телом жидкости равен объёму тела, погруженного в жидкость. Теперь мы получили удобную для расчёта формулу, – закончил Иван Александрович, записав полученную формулу на доске. – Теперь запишем условие и решение простейшей задачи: объём тела равен двум метрам кубическим, плотность жидкости – тысяче килограмм на метр кубический, ускорение свободного падения – восьми целым восьмидесяти семи ньютонам на килограмм… «Что-что? С каких пор ускорение на Земле равно ускорению на Венере? Ни с чем и никогда не перепутаешь ускорение на родной планете…» – удивилась Женя. Учитель, увидев свою неосторожность, тут же стёр с доски неправильную цифру и поправил себя: – Ускорение свободного падения равно девяти целым и восьми десятым ньютонам на килограмм. Итак, найти необходимо архимедову силу…