Тиск через щільність і висоту. Гідростатичний тиск. закон Паскаля

1. В.І.КРЮКОВА, МОУ СЗШ № 7, м Прокоп'євськ, Кемеровська обл. Урок пояснення нового матерала. 7-й клас
2. I. Перевірка домашнього завдання
3. II. Пояснення нового матеріалу
4. III. Вирішення задач
5. IV. Домашнє завдання
6. обчислення
7. Історія відкриття
8. гідростатичний парадокс
9. закон Паскаля
10. Формула тиску стовпа рідини
11. Тиск стовпа рідини і газу
12. тиск рідини

В.І.КРЮКОВА,
МОУ СЗШ № 7, м Прокоп'євськ, Кемеровська обл.

Урок пояснення нового матерала. 7-й клас

Мета уроку: розглянути природу тиску стовпа рідини; виробити практичні навички при вирішенні завдань; розвивати пізнавальну активність учнів.

Хід уроку

I. Перевірка домашнього завдання

Фронтальна бесіда. Сформулюйте закон Паскаля. Чим відрізняється передача тиску рідинами і газами від передачі тиску твердими тілами? Відповідайте, використовуючи відомості про молекулах. Бавлячись, ми любимо видувати мильні бульбашки (демонстрація). Чому вони мають форму кулі? Чому вибух снаряда згубний для знаходяться поблизу організмів? Яким простим способом можна видалити вм'ятину на оболонці тенісного м'яча? (М'яч пластмасовий.) Чому порожній паперовий мішок, надутий повітрям, з тріском розривається, якщо вдарити по ньому рукою або про що-небудь тверде?

II. Пояснення нового матеріалу

Проблемна ситуація. Як раніше добувався перли? Чому нирці часто гинули? Що ви відчуваєте при пірнанні в воду? Навіщо потрібен жорсткий скафандр для водолазів, які працюють на глибині? Камбала мешкає на морському дні. Чому її тіло плоске?

Досвід 1. У трубку, дно якої затягнуте плівкою, наливаємо воду. Дно прогинається. Чому?

Тиск, вироблене спочиває рідиною, називається гідростатичним тиском.

Виділяємо стовп рідини висотою h і площею підстави S;

сила тиску води на підставу:

F = p S. (1)

F = P - вазі рідини,

F = P = mg, m = V,

V = S h.

F = Shg. (2)

Прирівнюємо формули (1) і (2):

Аналіз формули. Тиск рідини залежить:

1) від рідини (чим більше щільність рідини, тим більше тиск);

2) від h (чим більше висота стовпа рідини, тим більше тиск).

А чи залежить тиск рідини від площі дна посудини? Відповідно до формули, не залежить.

Висновок: тиск рідини не залежить від площі дна судини і його форми.

При однаковій висоті h тиск однаково: р 1 = р 2 = р 3. А тепер доведемо, що всередині рідини існує тиск.

Досвід 2. Платівка (кришка від банки з-під кави) закриває знизу порожнистий скляний циліндр, опущений в судину з рідиною, і утримується під ним.

Проблемна ситуація. Якщо рідини немає, платівка падає. Чому? (Учні відповідають, що це відбувається під дією сили тяжіння.)

Якщо в посудину налита рідина, платівка утримується під циліндром до тих пір, поки всередині циліндра рідини немає, і падає, коли рівні рідини всередині і зовні циліндра збігаються. (Учні вільно відповідають, що в останньому випадку тиск рідини над платівкою дорівнює тиску під платівкою.)

(Можна поспостерігати тиск всередині рідини, використовуючи манометр, сполучений з коробочкою, затягнутою гумовою мембраною.)

Досвід 3. В поліетиленовий пакет наливаємо підфарбовану воду, занурюємо його в акваріум (банку), щоб рівні рідин збігалися. Якщо натиснути на стінку пакета в будь-якому місці, то вм'ятина зберігається. Чому? Якщо пакет занурювати глибше, то підфарбована рідина (вода) в пакеті піднімається вгору. Чому?

Акуратно робимо надріз ножицями (відрізаємо кут пакета) - рідини не перетікають. Піднімаємо пакет вгору - рідина з пакета починає перетікати в акваріум. Чому?

Висновок: всередині рідини існує тиск, який на одному рівні однаково в усіх точках і збільшується з глибиною занурення.

Відповідаємо на проблемні питання, що прозвучали на початку уроку.

А чи можна за допомогою невеликої кількості води створити великий тиск? За малюнком підручника розглядаємо досвід Паскаля.

III. Вирішення задач

Викликаю до дошки трьох учнів і пропоную вирішити завдання:

У судини однакової форми і обсягу до однієї висоти 40 см налиті рідини: в перший - гас, у другій - вода, в третій - ртуть. Розрахуйте тиск в кожному випадку.

Після рішення учні наочно оцінюють, порівнюючи результати, що, чим більше щільність рідини, тим більший тиск вона чинить.

Додатково, якщо дозволяє час, вирішуємо завдання:

Визначте тиск і силу тиску гасу на дно бака площею 4,5 дм 2, наповненого до висоти 25 см. (Відповідь. 1 960 Па; 88,2 Н.)

IV. Домашнє завдання

С.В.Громов, Н.А.Родина. Фізика-7 § 37, питання № 87.

Гідростатичний тиск - тиск стовпа води над умовним рівнем.

Завдяки повній удобоподвіжності своїх часток краплинні і газоподібні рідини, перебуваючи в спокої, передають тиск однаково на всі боки; тиск це діє на будь-яку частину площині, яка обмежує рідина, з силою Р, пропорційній величині цієї поверхні, і спрямованої по нормалі до неї. Ставлення Pw, тобто тиск р на поверхню рівну одиниці, називається гідростатичним тиском.

Просте рівняння P = pw може дійсно служити для точного обчислення тиску на дану поверхню судини, газів і крапельних рідин, що знаходяться при таких умовах, що частина тиску, що залежить від власної ваги рідин, мізерно мала в порівнянні з тиском, що передаються їм ззовні. Сюди відносяться майже всі випадки тиску газів і розрахунки тисків води в гідравлічних пресах і акумуляторах.

обчислення

У кожної рідини існує тиск, обумовлене її власною вагою p = G / S = mg / S {\ displaystyle p = G / S = mg / S}; так як m = ρ V {\ displaystyle m = \ rho V}, то p = ρ g V / S {\ displaystyle p = \ rho gV / S}, врахуємо що V = S h {\ displaystyle V = Sh} і отримаємо формулу p = ρ gh {\ displaystyle p = \ rho gh}

Щільність рідини ρ залежить від температури. Для дуже точних обчислень щільність слід розраховувати за спеціальною формулою. Тиск на даній глибині однаково в усіх напрямках. Сумарне тиск, обумовлене вагою стовпа рідини і тиском поршня, називають гідростатичним тиском.

Історія відкриття

Одиниця виміру

У практиці Гідростатичний тиск вимірюють в кг на 1 кв. см. Великі тиску висловлюють часто в атмосферах, приймаючи за 1 атмосферу тиск в 76 см ртутного стовпа , При температурі 0 ° під широтою, де прискорення сили тяжіння = 0,0635 кг на 1 см² = 6,21 · 10 6 дин на 1 кв. см. 1 атмосфера = 1,0333 кг на 1 см² = 1,0136 · 10 6 дин на 1 см² для широти Парижа або 1,0132 · 10 6 для широти в 45 °.

На підставі гідростатичного парадоксу можна Г. тиск вимірювати також висотою стовпа ртуті або води, здатного виробляти той же тиск на одиницю поверхні: так тиск в 1 фн. на кв. дм. дорівнює тиску стовпа води в 25 дм висотою, так як фн. є вага 25 куб. дм. води.

гідростатичний парадокс

Обчислення трохи ускладнюється, коли треба дізнатися тиск, вироблене на не горизонтально частина стінки судини внаслідок тяжкості налитої на нього рідини. Тут причиною тиску стає вага стовпів рідини, що мають підставою кожну нескінченно малу частку розглянутої поверхні, а висотою вертикальне відстань кожної такої частки від вільної поверхні рідини. Відстані ці будуть постійні тільки для горизонтальних частин стінок і для нескінченно вузьких горизонтальних смужок, взятих на бічних стінках; до них одним можна докладати безпосередньо формулу Г. тиску. Для бічних же стінок треба підсумовувати, за правилами інтегрального числення, тиску на всі горизонтальні елементи їх поверхні; в результаті виходить загальне правило: тиск важкої рідини на будь-яку плоску стінку дорівнює вазі стовпа цієї рідини, що має підставою площа цієї стінки, а висотою вертикальне відстань її центра ваги від вільної поверхні рідини. Тому тиск на дно посудини буде залежати тільки від величини поверхні цього дна, від висоти рівня рідини в нього налитої і від її щільності, від форми же судини воно залежатиме не буде. Це положення відомо під ім'ям «гідростатичного парадоксу» і було роз'яснено ще Паскалем.

Дійсно, воно здається на перший погляд невірним, тому що в судинах з рівними денами, наповненими до рівної висоти однієї і тієї ж рідиною, вага її буде дуже різний, якщо форми різні. Але обчислення і досвід (зроблений в перший раз Паскалем) показують, що в посудині, що розширюється догори, вага надлишку рідини підтримується бічними стінками і передається ваг через їхнє посередництво, чи не діючи на дно, а в посудині, звужується догори, Г. тиск на бічні стінки діє від низу до верху і полегшує ваги рівно на стільки, скільки важив би відсутню кількість рідини.

закон Паскаля

Гідростатичний тиск рідини з постійною щільністю в однорідному полі тяжіння (= нестисливої рідина) підкоряється закону Паскаля:

p (h) = ρ gh {\ displaystyle p (h) = \ rho \, g \, h} ρ {\ displaystyle \ rho} - щільність [для води: ≈ 1000 кг / м³] g {\ displaystyle g} -

Рідини і гази передають в усіх напрямках прикладена до них тиск. Про це свідчить закон Паскаля і практичний досвід.

Але існує ще й власну вагу, який теж повинен впливати на тиск, що існує в рідинах і газах. Вага власних частин або шарів. Верхні шари рідини тиснуть на середні, середні на нижні, а останні - на дно. Тобто ми можемо говорити про існування тиску стовпа спочиває рідини на дно.

Формула тиску стовпа рідини

Формула для розрахунку тиску стовпа рідини висотою h має наступний вигляд:

де ρ - щільність рідини,
g - прискорення вільного падіння,
h - висота стовпа рідини.

Це формула так званого гідростатичного тиску рідини.

Тиск стовпа рідини і газу

Гідростатичний тиск, тобто, тиск, який чиниться спочиває рідиною, на будь-якій глибині не залежить від форми посудини, в якому знаходиться рідина. Одне і те ж кількість води, перебуваючи в різних судинах, буде надавати різний тиск на дно. Завдяки цьому можна створити величезний тиск навіть невеликою кількістю води.

Це дуже переконливо продемонстрував Паскаль в сімнадцятому столітті. У закриту бочку, повну води, він вставив дуже довгу вузьку трубку. Піднявшись на другий поверх, він вилив в цю трубку всього лише один кухоль води. Бочка лопнула. Вода в трубці через малу товщини піднялася до дуже великої висоти, і тиск зросла до таких значень, що бочка не витримала. Те ж саме справедливо і для газів. Однак, маса газів зазвичай набагато менше маси рідин, тому тиск в газах, обумовлене власною вагою можна часто не враховувати на практиці. Але в ряді випадків доводиться зважати на це. Наприклад, атмосферний тиск, який тисне на все знаходяться на Землі предмети, має велике значення в деяких виробничих процесах.

Завдяки гідростатичного тиску води можуть плавати і не тонути кораблі, які важать часто не сотні, а тисячі кілограм, так як вода тисне на них, як би виштовхуючи назовні. Але саме через те ж гідростатичного тиску на великій глибині у нас закладає вуха, а на дуже велику глибину можна спуститися без спеціальних пристосувань - водолазного костюма або батискафа. Лише деякі морські та океанічні мешканці пристосувалися жити в умовах сильного тиску на великій глибині, але з тієї ж причини вони не можуть існувати в верхніх шарах води і можуть загинути, якщо потраплять на невелику глибину.

Розрахунок тиску стовпа рідини. p. Тиск стовпа рідини на дно і стінки посудини пропорці- онального його висоті і щільності. h. ? g. 1. p = 9,8 Н / кг *? * H. 2. 9,8 Н / кг-коефіцієнт; p - щільність рідини; h - висота стовпа (в м). 3. 4. Одиниця виміру - 1 Паскаль. 5. 6. 7. [p] =. 8. Чим вище стовп рідини і більше її щільність, тим тиск буде ... а) менше, б) більше, г) не залежить від цих величин.

до уроків фізики на тему «Тиск рідини»

Розміри: 960 х 720 пікселів, формат: jpg. Щоб безкоштовно завантажити слайд для використання на уроці фізики, клацніть на зображенні правою кнопкою мишки і натисніть «Зберегти зображення як ...». Завантажити всю презентацію «Тиск води.ppt» можна в zip-архіві розміром 661 КБ.

завантажити презентацію

тиск рідини

«Тиск урок» - Фізичний диктант. 1 2 3. Чому кулька збільшує свій обсяг? вивчити вплив атмосферного тиску в житті людей. g. Допишите відсутні величини. S1. «Тиск твердих тіл, рідин і газів.» 7класс учитель Кукліна О.Н. Підготуватися до контрольної роботи. Етапи уроку. F. Мета уроку: Узагальнюючий урок по темі.

«Тиск твердих тіл» - Силу, яке прикладають перпендикулярно поверхні, називають силою тиску. S. =. Сила. тиск твердих тіл . Тиск. 1. Площа. Р. F. 1Па.

«Сполучені посудини та їх застосування» - Шлюзування судів. У сполучених посудинах однорідна рідина встановлюється на одному рівні. Сполучені посудини. Р, S, F, h,?, P, m, g За якою формулою розраховують тиск рідини на дно і стінки посудини? Запишіть формулу для розрахунку висоти стовпа рідини. Висновки: В сполучених посудинах будь-якої ширини однорідна рідина встановлюється на одному рівні.

«Тиск води» - В. На малюнку зображена модель фонтана. ЗАВДАННЯ. p. Тиск в нерухомих рідинах і газах. 9. 10. Всі тіла притягуються до Землі. А. якщо праву трубку нахилити? Перевір себе! Відповіді: а3; б2; в12345; в216; г1; д 1; Е11; Е21.

«Тиск в природі» - F-прикладена сила, Н. Б.Кірпіч лежить на столі. Сила тиску. Обчислити тиск твердого тіла на опору. (Робота в парах). Світ техніки. В Амазонці є піранья - На вигляд рибка так собі. 1 частина А.Кірпіч лежить на столі. F р = --- S. Рішення задач + експеримент. Тиск твердих тіл. У Сірої Шейки завмерло серце ... ».

>> Гідростатичний тиск

Рідини і гази передають в усіх напрямках не тільки чиниться на них зовнішній тиск, а й той тиск, який існує всередині їх завдяки вазі власних частин. Верхні шари рідини тиснуть на середні, ті - на нижні, а останні - на дно.

Відіслано читачами з інтернет-сайтів

Основи фізики, уроки фізики, програма з фізики, реферати з фізики, підручники з фізики, фізика в школі, тести з фізики, навчальні програми з фізики

Зміст урокуконспект уроку

опорний каркас презентація уроку акселеративного методи інтерактивні технології Практика завдання і вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відео- та мультимедіа фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти , приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення реферати статті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні і додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику оновлення фрагмента в підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки