Тело это вода: Что такое физические тела и что такое вещества

Содержание

Условия плавания тел в жидкости — определение, примеры

Сила: что это за величина

Перед тем, как разобраться в процессе плавания тел, нужно понять, что такое сила.

В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причина любого действия или взаимодействия — ее величество сила.

Сила — это физическая векторная величина, которая воздействует на данное тело со стороны других тел.

Она измеряется в Ньютонах — единице измерения, которую назвали в честь Исаака Ньютона.

Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В этом случае результат выражается в направлении движения.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Закон Архимеда

Этот закон известен преимущественно не своей формулировкой, а историей его возникновения.

Легенда гласит, что царь Герон II попросил Архимеда определить, из чистого ли золота сделана его корона, при этом, не причиняя вреда самой короне. То есть, нельзя ее расплавить или в чем-нибудь растворить.

Взвесить корону Архимеду труда не составило, но этого было мало — нужно было определить объем короны, чтобы рассчитать плотность металла, из которого она отлита, и определить, чистое ли это золото.

Это можно сделать по формуле плотности.

Формула плотности тела

ρ = m/V

ρ — плотность тела [кг/м³]

m — масса тела [кг]

V — объем тела [м³]

Дальше, согласно легенде, Архимед, озабоченный мыслями о том, как определить объем короны, погрузился в ванну — и вдруг заметил, что уровень воды в ванне поднялся. И тут ученый осознал, что объем его тела вытеснил равный ему объем воды, следовательно, и корона, если ее опустить в заполненный до краев таз, вытеснит из него объем воды, равный ее объему.

Решение задачи было найдено и, согласно самой расхожей версии легенды, ученый закричал «Эврика!» и побежал докладывать о своей победе в царский дворец (по легенде он даже не оделся).

Сила Архимеда

Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна по модулю весу вытесненной жидкости и противоположно ему направлена.

На поверхность твердого тела, погруженного в жидкость или газ, действуют силы давления. Эти силы увеличиваются с глубиной погружения, и на нижнюю часть тела будет действовать со стороны жидкости большая сила, чем на верхнюю.

Равнодействующая всех сил давления, действующих на поверхность тела со стороны жидкости, называется выталкивающей силой или силой Архимеда. Истинная причина появления выталкивающей силы — наличие различного гидростатического давления в разных точках жидкости.

Сила Архимеда

F_Арх = ρ_ж * g * V_погр

ρ ж — плотность жидкости [кг/м³]

V погр — объем погруженной части тела [м³]

g — ускорение свободного падения [м/с²]

На планете Земля: g = 9,8 м/с²

А теперь давайте порешаем задачки.

Задача 1

В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? (Плотность жидкости вследствие ничтожно малой сжимаемости на любой глубине считать примерно одинаковой).

Решение:

Да, так как объемы одинаковы, а архимедова сила зависит от объема погруженной части тела, а не от глубины.

Задача 2

На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Укажите, какой брусок из пробки, а какой изо льда? Какая существует зависимость между плотностью тела и объемом этого тела над водой?

Решение:

Чем меньше плотность тела, тем большая часть его находится над водой. Дерево плотнее пробки, а лед плотнее дерева. Значит изо льда — материал №1, а из пробки — №3.

Задача 3

На графике показана зависимость модуля силы Архимеда F_Арх, действующей на медленно погружаемый в жидкость кубик, от глубины погружения x. Длина ребра кубика равна 10 см, его нижнее основание всё время параллельно поверхности жидкости. Определите плотность жидкости. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с².

Решение:

Сила Архимеда, действующая на кубик равна F_Арх = ρ_ж * g * V_погр

V — объём погруженной части кубика,

ρ — плотность жидкости.

Учитывая, что нижнее основание кубика всё время параллельно поверхности жидкости, можем записать:

F_Арх = ρ_ж * g * V_погр = ρ_ж * g * a² * x

а — длина стороны кубика.

Выразим плотность:

ρ = F_Арх / (g * a² * x)

Рассматривая любую точку данного графика, получим:

ρ = F_Арх / (g * a² * x) = 20,25 / (10 * 7,5 * 10^-2) = 2700 кг/м3

Ответ: плотность жидкости равна 2700 кг/м³

Задача 4

В сосуде с водой, не касаясь стенок и дна, плавает деревянный кубик с длиной ребра 20 см. Кубик вынимают из воды, заменяют половину его объёма на материал, плотность которого в 6 раз больше плотности древесины, и помещают получившийся составной кубик обратно в сосуд с водой. На сколько увеличится модуль силы Архимеда, действующей на кубик? (Плотность сосны — 400 кг/м³.)

Решение:

В первом случае кубик плавает в воде, а это значит, что сила тяжести уравновешивается силой Архимеда:

F_Арх1 = mg = ρ_т * g * a³ = 400 * 0,2³ * 10 = 32 Н

После замены части кубика его средняя плотность станет равной

0,5 * 400 + 0,5 * 2400 = 1400 кг/м³

Получившаяся плотность больше плотности воды = 100 кг/м³. Это значит, что во втором случае кубик полностью погрузится в воду. Сила Архимеда в этом случае будет равна:

F_Арх2 = ρ_т * g * V_т = 1000 * 10 * 0,23 = 80 Н

Отсюда получаем, что сила Архимеда увеличится на 48 Н.

Ответ: сила Архимеда увеличится 48 Н

Курсы подготовки к ОГЭ по физике помогут снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.

Плавание тел

Из закона Архимеда есть следствия об условиях плавания тел.

Условия плавания тел

Погружение	Плавание внутри жидкости	Плавание на поверхности жидкости

ρ_ж<ρ_т Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдёт на дно	ρ_ж = ρ_т Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.	ρ_ж>ρ_т Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.

Погружение

Плавание внутри жидкости

Плавание на поверхности жидкости

ρ_ж<ρ_т

Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдёт на дно

ρ_ж = ρ_т

Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.

ρ_ж>ρ_т

Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.

Почему корабли не тонут?

Корабль сделан из металла, плотность которого больше плотности воды. И, по идее, он должен тонуть. Но дело в том, что корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Если корабль получит пробоину, то пространство внутри заполнится водой — следовательно, общая плотность корабля увеличится. Судно утонет.

В подводных лодках есть специальные резервуары, заполняемые водой или сжатым воздухом. Если нужно уйти на глубину — водой, если подняться — сжатым воздухом. Рыбы используют такой же принцип в плавательном пузыре — наполняют его воздухом, чтобы подняться наверх.

Человеку, чтобы не утонуть, тоже достаточно набрать в легкие воздух и не двигаться — вода будет выталкивать тело на поверхность. Именно поэтому важно не тратить силы и кислород в легких на панику и борьбу, а расслабиться и позволить физическим законам сделать все за нас.

Всё зависит от формы тела

Даже тем, кто не умеет хорошо плавать, знакомо чувство лёгкости,
когда при погружении в воду качаешься на волнах. Это не просто
ощущение, это на самом деле так. Вода поддерживает твёрдые тела,
уменьшая их вес, так как тело, погруженное в жидкость,
выталкивается снизу вверх с силой, равной весу вытесненной им
жидкости. Это называется гидростатической силой. Она действует на
тела, определяя утонет оно или останется на поверхности
воды. Сегодня мы поэкспериментируем с формами предметов на
воде, а также поговорим о пределе плавучести.

Нам понадобятся:

пластелин
тазик
вода
крышка от кастрюли (без отверстия для пара)

Ход опыта:

1. Наполняем тазик водой.

2. Берём два кусочка пластилина одинакового
размера.

3. Делаем из первого кусочка пластилина
лодочку и пускаем на воду.

4. Делаем из второго кусочка
пластилина шарик и опускаем рядом.

Результат: лодочка плавает, а шарик
бомбочкой пошел на дно.

5. Теперь попробуем опустить на воду
крышку, сначала в горизонтальном положении, потом в вертикальном.

Результат: В горизонтальном положении
крышка не тонет, в вертикальном моментально идёт ко дну.

Объяснение:

Как мы знаем: чем больше воды вытесняется предметом во время
погружения, тем с большей силой предмет выталкивается вверх.
Пластилиновая лодочка и крышка от кастрюли вытесняют воду не
только своим телом, но и своими пустотами, и следовательно,
вытесняют больший вес воды, чем они сами. На них действует
выталкивающая сила, превышающая их вес. Она и держит их на плаву.

Пластилиновый шарик и крышка, опущенная вертикально, вытесняют
меньше воды. И так как погружаемый объём в этом случае меньше, то
выталкивающей силы недостаточно, чтобы они остались на
поверхности.

Этот пример помогает нам понять, что плавучесть предмета часто
зависит от его формы.

Но плавучесть тела зависит так же и от его плотности (плотность —
это отношение массы тела к его объёму). Например, у нас два
шарика (кубика, цилиндрика и т.д) одинаковой формы и размера —
один деревянный, второй железный. Деревянный шарик будет плавать
подобно лодочке, железный пойдет бомбочкой ко дну. Это
объясняется тем, что железо плотнее, чем дерево или вода. Тело,
плотность которого больше, чем плотность воды, тонет потому, что
гидростатическая сила не может удержать его.

Корабли и подводные лодки.

Даже если корабли построены из плотного материала (металла,
например), они не тонут, так как внутри корабля имеются воздушные
полости. Поэтому средняя плотность корабля меньше плотности воды.
Если подводной лодке нужно погрузиться, её воздушные полости
заполняются водой, а если нужно всплыть, то воду из полости
вытесняют сжатым воздухом, хранящимся в специальных баллонах.

Какой процент человеческого тела составляет вода?

Большая часть человеческого тела состоит из воды, в среднем около 60%. Количество воды в организме незначительно меняется в зависимости от возраста, пола и уровня гидратации.

В то время как средний процент воды в организме человека составляет около 60%, этот процент может варьироваться примерно от 45 до 75%.

Например, у младенцев высокий процент воды в организме, который с возрастом уменьшается.

Кроме того, жировая ткань содержит меньше воды, чем мышцы, поэтому процентное содержание воды может варьироваться в зависимости от типа телосложения.

Вода необходима для здоровья и многих функций организма. К ним относятся:

регулирование температуры
клеточная функция
удаление отходов

Люди могут поддерживать баланс воды в организме, выпивая жидкость в течение дня. Им может потребоваться пить больше воды после тренировки и в жаркую погоду.

В этой статье речь пойдет о процентном содержании воды в организме человека, почему оно варьируется и почему это важно.

Поделиться на PinterestВозраст, пол и уровень гидратации человека могут влиять на процентное содержание воды в его организме.

Процентное содержание воды в организме незначительно варьируется в зависимости от таких факторов, как возраст и пол, но обычно находится в пределах 45–75%.

В мышечной ткани больше воды, чем в жировой ткани.

Как правило, женский организм содержит меньший процент воды, чем мужской. Это связано с тем, что женщины имеют более высокий процент жира.

Такое распределение воды означает, что люди с более высоким процентным содержанием жира в организме, вероятно, имеют более низкий процент воды в организме.

Процентное содержание воды в организме меняется с возрастом. У младенцев очень высокий процент воды в организме, в то время как у пожилых людей ее меньше.

Следующие таблицы дают средний процент и диапазоны воды в организме, согласно получению пола и возрасту:

	Возраст 12–18 года	Возраст 1915 года	Возраст 1955044443 годы	Возраст 1910044443	.	Возраст 51 год и старше
Мужчина	Среднее значение: 59% .	Среднее: 56% Диапазон: 49–63%	Среднее: 50% Диапазон: 41–60%	Среднее: 47% . От рождения до 6 месяцев	От 6 месяцев до 1 года	1–12 лет
Младенцы и дети	Среднее: 74% . Диапазон: 49–75%

Размер тела, форма и баланс мышц и жира могут влиять на процентное содержание воды в организме человека.

Вода присутствует во всем теле. Клетки содержат 60% всей воды в организме, при этом примерно треть остатка окружает клетки.

Некоторые органы содержат гораздо больше воды, чем другие. Мозг и почки обладают самым высоким процентным содержанием воды; кости и зубы содержат наименьшую долю.

The chart below gives the highest to the lowest percentages of water:

Body part	Water percentage
Brain	80–85%
Kidneys	80 –85%
Сердце	75–80%
Lungs	75–80%
Muscles	70–75%
Liver	70–75%
Skin	70–75%
Blood	50%
Кости	20–25%
Зубы	8–10%

8–10% 7002.

Нестя 9009. Не. усердно работать.

Ежедневное употребление достаточного количества воды имеет решающее значение для здоровья и играет роль почти во всех функциях организма. В более раннем обзоре говорится, что вода является самым важным питательным веществом в организме.

Вода необходима в таких областях, как:

защита спинного мозга и других чувствительных тканей
удаление отходов при мочеиспускании, потоотделении и дефекации
регулирование температуры
смазка и амортизация суставов

Нажмите здесь, чтобы узнать Подробнее о пользе питьевой воды.

Существует целый ряд научных методов расчета состава тела, включая процентное содержание воды.

Люди могут использовать онлайн-калькуляторы для определения процентного содержания воды в организме.

Они также могут использовать формулу Ватсона для расчета общего количества воды в организме в литрах.

Формула Уотсона для мужчин

2,447 – (0,09156 x возраст) + (0,1074 x рост в сантиметрах) + (0,3362 x вес в килограммах) = общая масса тела (TBW) в литрах.

Формула Уотсона для женщин

–2,097 + (0,1069 x рост в сантиметрах) + (0,2466 x вес в килограммах) = общая масса тела (TBW) в литрах.

Чтобы получить процент воды в организме, люди могут принять, что 1 литр равен 1 килограмму, а затем разделить TBW на вес. Это может дать приблизительную оценку того, находится ли человек в здоровом диапазоне в процентах от массы тела.

Необходимо пить достаточное количество воды для поддержания всех функций организма. Большинство людей получают достаточное количество жидкости из пищи и напитков в течение дня. Им всегда следует пить больше жидкости в жаркую погоду или после тренировки.

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) также рекомендуют:

носить с собой бутылку с водой для быстрого доступа
выбирать воду вместо напитков, подслащенных сахаром
выбирать воду во время еды вне дома
добавлять дольку лимона или лайма в воду для улучшения вкуса

Несколько советов для пожилых людей, в частности, включают:

не ждать, пока почувствуется жажда, чтобы выпить жидкости
выпить стакан воды до и после тренировки
выпивать глоток воды между каждым кусочком пищи во время еды
выпивать полный стакан воды во время приема лекарств

Не существует установленного суточного количества жидкости, которое человек должен выпивать. Сумма варьируется в зависимости от возраста, пола, веса, состояния здоровья, физической активности и климата, в котором живет человек.

Приблизительно минимальное потребление жидкости выглядит следующим образом:

Возраст	Рекомендуемое потребление жидкости (миллилитров в день)
0–6 months	700
6–12 months	800
1–2 years	1,300
4–8 years	1,700
9 –13 years (males)	2,400
9–13 years (females)	2,100
14–18 years (males)	3,300
14–18 years (females)	2 300
Adult male	3,700
Adult female	2,700
During pregnancy	3,000
While breastfeeding	3,800

Dehydration is more likely in a warmer climate or жаркая погода. Человек всегда должен следить за тем, чтобы пить больше жидкости в жару.

Точно так же физические упражнения могут вызвать обезвоживание, поскольку организм использует больше жидкости и теряет воду с потом.

Пожилые люди могут постепенно терять чувство жажды. Хорошее эмпирическое правило – пить жидкости в течение дня. Как только человек чувствует жажду, он может быть уже слегка обезвожен.

Водная токсичность возникает, когда в организме слишком много воды. Это может разбавить основные электролиты в крови, вызвать набухание клеток и оказать давление на мозг.

Трудно пить слишком много воды. Были случаи водного отравления у людей, выпивших много воды за очень короткий промежуток времени. Это может быть во время занятий спортом на выносливость из-за теплового стресса или при использовании рекреационных наркотиков, которые усиливают жажду.

Нет четкого ограничения на употребление слишком большого количества воды. Почки могут удалять 20–28 л воды в сутки, но не могут выделять более 0,8–1,0 л в час. Пить больше, чем это может быть вредным.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше об отравлении водой.

Человеческое тело состоит в основном из воды. Процент зависит от возраста, пола и телосложения, но обычно составляет около 60%. Человек может поддерживать баланс воды в организме, употребляя достаточное количество жидкости в течение дня.

Вода необходима для правильной работы организма. Он присутствует в крови, коже, органах и костях. Вода есть в каждой клетке тела, от мозга до зубов.

Сколько процентов тела человека составляет вода?

Например, в организме младенцев содержится высокий процент воды, который с возрастом уменьшается.

Вода важна для здоровья и необходима для многих функций организма. К ним относятся:

регулирование температуры
клеточная функция
удаление отходов

Поделиться на PinterestВозраст, пол и уровень гидратации человека могут влиять на процент воды в его организме.

В мышечной ткани больше воды, чем в жировой ткани.

В следующих таблицах приведены средние процентные содержания и диапазоны содержания воды в организме в зависимости от пола и возраста:0044 years Age 19–50 years Age 51 years and older Male Average: 59%
Range: 52–66% Average: 59%
Диапазон: 43–73% Средний: 56%
Диапазон: 47–67% Женщина Средний: 56% –60% В среднем: 47%
Диапазон: 39–57%

. Диапазон: 64–84%

Рождение до 6 месяцев

В среднем: 60%
Диапазон: 57–64%

В среднем: 60%
Диапазон: 49–75%

Размер тела, форма и баланс мышц и жира могут все они влияют на процентное содержание воды в организме человека.

В приведенной ниже таблице показано процентное содержание воды от самого высокого до самого низкого:

Часть тела	Процентное содержание воды
Brain	80–85%
Kidneys	80–85%
Heart	75–80%
Lungs	75–80%
Muscles	70–75%
Liver	70–75%
Skin	70–75%
Blood	50%
Bones	20–25%
Зубы	8–10%

Вне зависимости от содержания воды все части тела нуждаются в воде для нормальной работы.

Ежедневное употребление достаточного количества воды имеет решающее значение для здоровья и играет роль практически во всех функциях организма. В более раннем обзоре говорится, что вода является самым важным питательным веществом в организме.

Вода необходима в таких областях, как:

защита спинного мозга и других чувствительных тканей
удаление отходов при мочеиспускании, потоотделении и дефекации
регулирование температуры
смазка и амортизация соединений

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о преимуществах питьевой воды.

Существует целый ряд научных методов расчета состава тела, включая процентное содержание воды.

Люди могут использовать онлайн-калькуляторы для определения процентного содержания воды в организме.

Они также могут использовать формулу Ватсона для расчета общего количества воды в организме в литрах.

Формула Watson для самцов

2,447 – (0,09156 x возраст) + (0,1074 x рост в сантиметрах) + (0,3362 x вес в килограммах) = общая масса тела (TBW) в литрах.

Формула Уотсона для женщин

–2,097 + (0,1069 x рост в сантиметрах) + (0,2466 x вес в килограммах) = общая масса тела (TBW) в литрах.

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) также рекомендуют:

носить с собой бутылку с водой для быстрого доступа
выбирать воду вместо напитков, подслащенных сахаром
выбирать воду во время еды вне дома
добавлять дольку лимона или лайма в воду для улучшения вкуса

Некоторые советы для пожилых людей включают в себя:

не ждать, пока почувствуется жажда, чтобы пить жидкости
пить стакан воды до и после тренировки
делать глоток воды между каждым приемом пищи во время еды
питье полный стакан воды при приеме лекарств

Нет установленного суточного количества жидкости, которое человек должен выпивать. Сумма варьируется в зависимости от возраста, пола, веса, состояния здоровья, физической активности и климата, в котором живет человек.

As an approximate guide, the minimum fluid intake is as follows:

Age	Recommended fluid intake (milliliters per day)
0–6 months	700
6–12 months	800
1–2 years	1,300
4–8 years	1,700
9–13 years (males)	2,400
9–13 years (females)	2,100
14–18 years (males)	3,300
14–18 years (females)	2,300
Adult male	3,700
Взрослая женщина	2700
во время беременности	3000
, в то время как грудное вскармливание	3800

9003 9003. Человек всегда должен следить за тем, чтобы пить больше жидкости в жару.

Пить слишком много воды трудно. Были случаи водного отравления у людей, выпивших много воды за очень короткий промежуток времени. Это может быть во время занятий спортом на выносливость из-за теплового стресса или при использовании рекреационных наркотиков, которые усиливают жажду.

Нет четкого ограничения на потребление слишком большого количества воды. Почки могут удалять 20–28 л воды в сутки, но не могут выделять более 0,8–1,0 л в час.