Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 8 клас. Повні уроки>>Фізика: Тиск і сила тиску. Одиниці тиску. Тиск рідин і газів. Манометри. Закон Паскаля. Сполучені посудини. Насоси. Повні уроки

Тема уроку

• Тиск і сила тиску. Одиниці тиску. Тиск рідин і газів. Манометри. Закон Паскаля. Сполучені посудини.  Насоси

Мета уроку

• Сформувати поняття тиску та сили тиску, тиску в рідинах та газах, закону Паскаля, сполучених сосудів. Визначити одиниці тиску.

Задачі уроку

• 1.    Вивчити поняття «Тиск».
• 2.    Вивчити поняття «Сила тиску».
• 3.    На конкретних прикладах розглянути та вивчити тиск в рідинах та газах.
• 4.    Вивчити закон Паскаля.
• 5.    На конкретних прикладах розглянути дію сполучених посудин та насосів.

Основні терміни

• Тиск – це величина, що дорівнює відношенню сили, що діє перпендикулярно поверхні, до площі цієї поверхні
• Закон Паскаля – тиск, здійснюваний зовнішніми силами на рідину або газ, передається без зміни в кожну точку рідини або газу.
• Сполучені посудини – це посудини, що  мають загальну частину, що з’єднує їх.

План урок

• 1.    Тиск і сила тиску. Одиниці тиску.
• 2.    Тиск рідин і газів. Манометри.
• 3.    Закон Паскаля. Сполучені посудини. Насоси.
• 4.    Домашнє завдання.

Хід уроку

Тиск і сила тиску. Одиниці тиску.

Чому на простому табуреті сидіти жорстко, а на стільці, також дерев`яному, зовсім не жорстко? Чому курці не треба хвилюватися, щоб не роздавити шкарлупу яйця під вагою свого тіла, а в той же час маленьке курча з легкістю її пробиває, коли приходить час з`являтися на світ? Чому людина по рихлому снігу іде глибоко в нього провалюючись, але достатньо надягти лижи і провалюватися майже не буде? На лижах чи без людина діє на сніг з однією і той же силою, що дорівнює вазі його тіла.  Однак дія цієї сили в обох випадках різна, бо різна площа поверхні, на яку тисне людина с лижами і без.  Площа поверхні лижі майже в 20 разів більша поверхні підошви. Тому, на кожен квадратний сантиметр площі  поверхні снігу людина діє  з силою, що в 20 разів менша, стоячи на лижах ніж без них.

Тобто, результат дії сили залежить не тільки від її модуля, напрямку чи точки прикладення, але й від площі тієї поверхні перпендикулярно якої вона діє.

Проведемо невеликий опит. В невелику дощечку вбивають цвяхи. Спочатку цвяхи, вбиті в дощечку, встановлюють вістрям догори та кладуть на дощечку гирю. В цьому випадку шляпки цвяхів тільки трохи вдавлюють в пісок. Тепер перевертаємо дощечку та встановлюємо цвяхи вістрям в пісок. В цьому випадку площа опори менша, і під дією тієї ж сили цвяхи значно заглиблюються в пісок.

Величина, що дорівнює відношенню сили, що діє перпендикулярно поверхні, до площі цієї поверхні, називається тиском.

Щоб визначити тиск, треба силу, що діє перпендикулярно поверхні, поділити на площу поверхні.

За одиницю тиску приймають такий тиск, який вчиняє силу в 1Н, що діє на поверхню площею 1м2 перпендикулярно цій поверхні.

Одиниця тиску – 1 Па (паскаль) названа на честь французького вченого Блеза Паскаля.

З вищезазначеного  виходить,  що  змінити  тиск  можна  двома способами :

змінивши  силу  тиску  або  змінивши  площу,  на  яку  діє  ця  сила.

У техніці, будівництві, на транспорті дуже часто використовують різні способи щоб зменшити або збільшити тиск.

При будівництві споруди  її  фундамент роблять більш широким, ніж  сама споруда, що зменшує тиск на грунт. Шини вантажних завжди ширші, ніж у легкових автомобілях.

З іншого боку , тиск можна збільшувати завдяки зменшенню площі поверхні. Це використовується в техніці при виготовленні інструментів (зубило, свердло, різець й т. п.)

Контролюючий блок 1

• 1.    Що таке тиск?
• 2.    В яких одиницях вимірюється тиск?
• 3.    Подивіться на малюнок та дайте обґрунтовані відповіді.

Тиск рідин і газів. Манометри.

Спочатку треба зазначити, що тиск газу на стінки посудини обумовлений ударами молекул і залежить від їх числа (густини газу) та швидкості руху (температури). Тиск газу в замкнутій посудині всюди однаковий. Пояснюють це хаотичністю руху молекул, що обумовлює однакову густину газу в повному обсязі й однакову в середньому силу ударів на одиницю площі. Проведемо опит. Під ковпак повітряного насоса поміщаємо гумову кульку, частково заповнену повітрям, і відкачують насосом повітря з-під ковпака, у результаті чого кулька збільшується в об’ємі. Це добре проілюструє

Відео №1 «Тиск газу»

Накачуючи чи відкачуючи газ, що перебуває в посудині, ми збільшуємо масу газу, або, навпаки, зменшуємо її. При цьому змінюється густина газу – збільшується чи зменшується. Одночасно з густиною змінюється й тиск газу.

Однак змінити тиск газу можна і в інший спосіб – змінюючи температуру. Наллємо в казан трохи води, що при ввімкненні пальника повністю перетворюється на пару. На казані є манометр, за допомогою якого можна визначити, що при збільшенні температури тиск пари зростає. (Манометр – це прилад, що вимірює тиск рідини або газу. Манометри можуть бути технічні – загально технічні, електроконтактні, спеціальні, самопишучі,  залізничні, вібростійкі, судові та еталонні).

Отже, при постійній температурі газу його тиск збільшується при зменшенні об’єму й зменшується при збільшенні об’єму; при постійному об’ємі газу його тиск збільшується  при збільшенні температури та зменшується при її зниженні.

Рідина завжди набирає форми тієї посудини в якій знаходиться, зберігаючи свій об’єм. Візьмемо посудину на дні і стінках якої є однакові отвори, закриті гумовою плівкою.  Наллємо в цю посудину води. И побачимо, що всі плівки вигнулися назовні.

Рідина перебуває під дією сили ваги, а на нижчі шари вага верхніх її шарів. Чим глибше розміщений шар рідини, тим більший виявляється тиск, зумовлений дією ваги вище розташованих шарів рідини. Найбільший тиск буде біля дна посудини.

Тобто, сили тиску в рідинах – це сили пружності, що виникають в результаті деформації шарів, які розташовані нижче, шарами, що перебувають над ними. Один з прикладів нам проілюструє

Відео №2 «Тиск в воді»

Тиск, здійснюваний рідиною, що перебуває в стані спокою, називають гідростатичним.

Однак ця формула стосується тільки тиску, створюваного самою рідиною, і не враховую тиску атмосфери на поверхню рідини.

Контролюючий блок 2

• 1.    Від чого залежить тиск в газах?
• 2.    Від чого залежить тиск у рідинах?
• 3.    Як розрахувати тиск у рідині?

Закон Паскаля. Сполучені посудини. Насоси.

Розглянемо опит. Візьмемо пусту кулю, що має в різних місцях вузькі отвори. До кулі приєднана трубка, в яку вставлений поршень. Якщо набрати в кулю води та втиснути поршень в трубку, то вода поллється зі всіх отворів кулі. В цьому опиті поршень тисне на поверхню води в трубці.  Часточки води, що знаходяться під поршнем стають щільнішими, передають його тиск іншим шарам, що розташовані глибше. Таким чином тиск поршня передається в кожну точку рідини, що заповнює кулю. В результаті частина води виштовхується з кулі у вигляді однакових струмочків, що витікають зі всіх отворів.

Якщо кулю заповнити димом, то при втисненні поршня в трубку, зі всіх отворів будуть виходити однакові струмочки диму.

Таким чином, Закон Паскаля можна сформулювати наступним чином:  тиск, здійснюваний зовнішніми силами на рідину або газ, передається без зміни в кожну точку рідини або газу. Це добре проілюструє

Відео №3  «Закон Паскаля»

Посудини, що мають загальну частину, що з’єднує їх, називаються сполученими.  Наллємо в прилад «сполучені посудини» підфарбованої води. Ми помічаємо, що в сполучених посудинах будь-якої форми, поверхня рідини встановлюється на одному рівні. Але це твердження правильне тільки для однорідної рідини. Якщо ми наллємо різні рідини, що не змішуються, то рівень рідин у посудинах може бути не однаковим.

У сполучених посудинах висота шарів рідин обернено пропорційна густинам цих рідин.

Сполучені посудини широко застосовується у побуті та техніці. Відомий всім чайник являє собою дві сполучені посудини. За принципом сполучених посудин діють системи водопроводів. Обов`язковим елементом такої системи є водонапірна вежа – резервуар, піднятий на таку висоту, щоб рівень води в ньому був вищий споруд, до яких вона подається.

Одним з приладів, що діє на основі Закону Паскаля є насос – це гідравлічна машина, що перетворює механічну енергію приводного двигуна в енергію потоку рідини, що служить для переміщення та утворення напору рідин всіх видів та газів. Різниця тиску рідини в насосі та трубопроводі зумовлює її переміщення. Існує багато різновидів насосі, які застосовують у побуті, техніці, промисловості, виробництві.

Контролюючий блок 3

• 1.    Сформулюйте закон Паскаля.
• 2.    Що таке сполучені посудини?
• 3.     Що таке насос?

Домашнє завдання

• 1.    Наведіть три приклади, які показують, що дія сили залежить від площі опори, на яку діє ця сила.
• 2.    Наведіть по три способи збільшення і зменшення тиску.
• 3.    Вирішіть задачу: Яку силу тиску і тиск створює на опору площею  400 см2 тіло ,маса якого дорівнює 12 кг? 
• 4.    Наведіть три приклади застосування сполучених посудин в повсякденному житті.
• 5.    Наведіть три приклади застосування насосів.

Цікаво знати

Тиск гусеничного трактору вагою 6,7 тони на землю складає 47000 Па.

Втикаючи пальцем голку чи булавку в тканину, ми вчиняємо тиск 100 000 000 Па.

Коли жалить оса, вона вчиняє тиск на шкіру людини 30 000 000 000 Па.

Список літератури

1.    Урок на тему: «Тиск і сита тиску. Одиниці тиску» Макаренко І.М., вчитель фізики, м. Лубни, ЗОШ №4.
2.    Урок на тему «Тиск і сила тиску» Данильченко Н.М., вчитель фізики, Луганська обл., Краснодонська школа №1 ім. О.М. Горького.
3.    Урок на тему: «Давление твердых тел» Шершнева Л.В., учитель физики, МОУ Дорогобужская средняя общеобразовательная школа №1.
4.    Урок на тему: «Давление в жидкостях и газах» Каневская О.Ю., учитель физики, г. Санкт-Петербург, школа №83.
5.    Урок на тему: «Давление» Каневская О.Ю., учитель физики, г. Санкт-Петербург, школа №83.
6.    Кирик Л.А. Усі уроки фізики 8 клас. – Х.: Видавнича група «Основа», 2008.
7.    Перышкин А.В. Физика. Учебник для общеобразовательных учебных заведений 7 класс. – М.,  ОАО «Московские учебники», 2008

Відредаговано та вислано Борисенко І.М.

Над уроком працювали

Макаренко І.М.

Данильченко Н.М.

Шершнева Л.В.

Каневская О.Ю.

Борисенко І.М.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.