V.I. KRYUKOVA ,
MOU srednja škola br. 7, Prokopyevsk, Kemerovska oblast

hidrostatički pritisak

Lekcija koja objašnjava novi materijal. 7. razred

Svrha lekcije: razmotriti prirodu pritiska kolone tečnosti; razviti praktične vještine u rješavanju problema; razvijati kognitivnu aktivnost učenika.

Tokom nastave

I. Provjera domaćeg zadatka

Frontalni razgovor. Formulirajte Pascalov zakon. Kako se prijenos tlaka tekućinama i plinovima razlikuje od prijenosa tlaka čvrstim tvarima? Odgovorite koristeći molekularne informacije. Zabavljajući se, volimo da duvamo mehuriće od sapunice ( demonstracija). Zašto su sferni? Zašto je eksplozija projektila štetna za obližnje organizme? Koji je najlakši način da uklonite udubljenje na ljusci teniske loptice? (Loptica je plastična.) Zašto prazna papirna vreća napuhana zrakom pukne ako je udarite rukom ili nečim tvrdim?

II. Objašnjenje novog materijala

Problemska situacija. Kako su se prije kopali biseri? Zašto ronioci često umiru? Šta doživljavate prilikom ronjenja u vodu? Zašto nam je potrebno tvrdo odijelo za ronioce koji rade na dubini? Iverak živi na morskom dnu. Zašto je njeno telo ravno?

Iskustvo 1. Ulijte vodu u cijev čije je dno prekriveno filmom. Dno se savija. Zašto?

Pritisak koji vrši fluid u mirovanju naziva se hidrostatički pritisak.

Odabiremo stupac tekućine s visinom h i baznu površinu S;

sila pritiska vode na podlogu:

F = str S. (1)

F = P- težina tečnosti,

F = P = mg, m = V,

V = S h.

F = Shg. (2)

Izjednačite formule (1) i (2):

Analiza formule. Pritisak tečnosti zavisi od:

1) iz tečnosti (što je veća gustina tečnosti, to je veći pritisak);

2) od h(što je veća visina stuba tečnosti, veći je pritisak).

Da li pritisak tečnosti zavisi od površine dna posude? Prema formuli, ne zavisi.

Zaključak: pritisak tečnosti ne zavisi od površine dna posude i njenog oblika.

Na istoj visini h pritisak je isti R 1 = R 2 = R 3 . Dokažimo sada da postoji pritisak unutar tečnosti.

Iskustvo 2. Ploča (poklopac od limenke) zatvara dno šupljeg staklenog cilindra spuštenog u posudu s tekućinom i drži se ispod njega.

Problemska situacija. Ako nema tečnosti, ploča pada. Zašto? ( Učenici odgovaraju da se to dešava pod uticajem gravitacije..)

Ako se tečnost ulije u posudu, ploča se drži ispod cilindra sve dok u cilindru nema tečnosti, a pada kada su nivoi tečnosti unutar i izvan cilindra isti. ( Učenici slobodno odgovaraju da je u ovom drugom slučaju pritisak tečnosti iznad ploče jednak pritisku ispod ploče..)

(Pritisak unutar tečnosti možete pratiti pomoću manometra spojenog na kutiju zategnutu gumenom membranom.)

Iskustvo 3. Zatamnjenu vodu sipajte u plastičnu vrećicu, uronite je u akvarijum (teglu) tako da se nivoi tečnosti podudaraju. Ako pritisnete na zid pakovanja na bilo kojem mjestu, udubljenje ostaje. Zašto? Ako se vrećica uroni dublje, tada se obojena tekućina (voda) u vrećici diže. Zašto?

Pažljivo napravite rez makazama (odseći ugao pakovanja) - tečnosti ne teče. Podižemo vrećicu prema gore - tekućina iz vrećice počinje teći u akvarij. Zašto?

Zaključak: unutar tečnosti postoji pritisak koji je isti na svim tačkama na jednom nivou i raste sa dubinom uranjanja.

Odgovaramo na problematična pitanja koja su postavljena na početku lekcije.

Da li je moguće stvoriti veliki pritisak sa malom količinom vode? Prema crtežu udžbenika, razmatramo Pascalov eksperiment.

III. Rješavanje problema

Pozivam tri učenika u ploču i predlažem da se riješe sljedeći problemi:

Tečnosti se sipaju u sudove istog oblika i zapremine do iste visine od 40 cm: u prvoj kerozin, u drugoj voda, u trećoj živa. Izračunajte pritisak u svakom slučaju.

Nakon rješavanja, učenici vizualno procjenjuju, upoređujući rezultate, da što je veća gustina tečnosti, to je veći pritisak.

Dodatno, ako nam vrijeme dozvoljava, rješavamo problem:

Odrediti pritisak i silu pritiska kerozina na dno rezervoara površine 4,5 dm 2, napunjenog do visine od 25 cm. ( Odgovori. 1960 Pa; 88,2 N.)

IV. Zadaća

S.V. Gromov, N.A. Rodina. Fizika-7 § 37, pitanje broj 87.

hidrostatički pritisak- pritisak vodenog stuba iznad uslovnog nivoa.

Zbog potpune pokretljivosti svojih čestica, kapljične i plinovite tekućine, u mirovanju, prenose pritisak podjednako u svim smjerovima; ovaj pritisak deluje silom na bilo koji deo ravni koji ograničava fluid R, proporcionalno veličini ove površine i usmjereno duž normale na nju. Stav pw, to je pritisak R na površinu jednako jedan, zove se hidrostatički pritisak.

jednostavna jednačina P=pw zaista mogu poslužiti za precizno izračunavanje tlaka na datoj površini posude, plinova i kapajućih tekućina pod takvim uvjetima da je dio tlaka, ovisno o vlastitoj težini tekućina, zanemariv u odnosu na tlak koji im se prenosi iz tečnosti. vani. Ovo uključuje gotovo sve slučajeve tlakova plina i proračuna pritisaka vode u hidrauličkim presama i akumulatorima.

proračun

Svaka tečnost ima pritisak zbog sopstvene težine. p = G / S = m g / S (\displaystyle p=G/S=mg/S); jer m = ρ V (\displaystyle m=\rho V), onda p = ρ g V / S (\displaystyle p=\rho gV/S), uzimamo u obzir to V = Sh (\displaystyle V=Sh) i dobijete formulu p = ρ g h (\displaystyle p=\rho gh)

Gustoća tekućine ρ ovisi o temperaturi. Za vrlo precizne proračune, gustoću treba izračunati pomoću posebne formule. Pritisak na datoj dubini je isti u svim smjerovima. Ukupni pritisak zbog težine stuba tečnosti i pritiska klipa naziva se hidrostatički pritisak.

Istorija otkrića

jedinica mjere

U praksi se hidrostatički pritisak mjeri u kg po kvadratnom metru. cm Veliki pritisci se često izražavaju u atmosferama, uzimajući pritisak od 76 cm kao 1 atmosferu živin stub, na temperaturi od 0 ° ispod geografske širine, gdje je ubrzanje gravitacije \u003d 0,0635 kg po 1 cm² \u003d 6,21 10 6 dina po 1 kvadratu. cm 1 atmosfera = 1,0333 kg po 1 cm² = 1,0136 10 6 dina po 1 cm² za geografsku širinu Pariza ili 1,0132 10 6 za geografsku širinu od 45 °.

Na osnovu hidrostatičkog paradoksa, hidrostatički pritisak se takođe može meriti visinom stuba žive ili vode koji može da proizvede isti pritisak po jedinici površine: dakle pritisak od 1 fn. po sq dm. jednak je pritisku stuba vode visine 25 dm, budući da je fnl. imaju težinu od 25 cu. dm. vode.

hidrostatički paradoks

Proračun postaje malo složeniji kada je potrebno znati pritisak koji se vrši na nehorizontalni dio stijenke posude zbog gravitacije tekućine koja se na njega izlijeva. Ovdje je pritisak uzrokovan težinom stupova tekućine, koji imaju osnovu svake beskonačno male čestice površine koja se razmatra, a visina je vertikalna udaljenost svake takve čestice od slobodne površine tekućine. Ove udaljenosti će biti konstantne samo za horizontalne dijelove zidova i za beskonačno uske horizontalne trake koje se uzimaju na bočnim zidovima; samo na njih moguće je direktno primijeniti formulu hidrodinamike tlaka. Za bočne zidove potrebno je sumirati, prema pravilima integralnog računa, pritisak na sve horizontalne elemente njihove površine; rezultat je opšte pravilo: pritisak teške tečnosti na bilo koji ravan zid jednak je težini stuba te tečnosti koji za osnovu ima površinu ovog zida, a visina je vertikalna udaljenost njegovog težišta od slobodnu površinu tečnosti. Dakle, pritisak na dno posude zavisiće samo od veličine površine ovog dna, od visine nivoa tečnosti koja se u njega sipa i od njegove gustine, ali neće zavisiti od oblika posude. plovilo. Ova pozicija poznata je pod nazivom "hidrostatski paradoks", a objasnio ju je Pascal.

Zaista, to se na prvi pogled čini netačnim, jer će u posudama s jednakim dnom, napunjenim istom tečnošću do iste visine, njegova težina biti vrlo različita ako su oblici različiti. Ali proračun i eksperiment (koji je prvi put napravio Pascal) pokazuju da u posudi koja se širi prema gore, težinu viška tekućine podržavaju bočne stijenke i preko njih se prenosi na vagu, ne djelujući na dno, već u posuda se sužava prema gore, G. pritisak na bočne stijenke zida djeluje odozdo prema gore i olakšava vagu tačno onoliko koliko bi teška nedostajuća količina tečnosti.

Pascalov zakon

hidrostatički pritisak fluidi sa konstantnom gustinom u uniformnom gravitacionom polju (= nestišljivog fluida) posluša Pascalov zakon:

p (h) = ρ g h (\displaystyle p(h)=\rho \,g\,h) ρ (\displaystyle \rho ) - gustina[za vodu : ≈ 1000 kg/m³] g (\displaystyle g) -

Tečnosti i gasovi prenose pritisak koji se na njih primenjuje u svim pravcima. To navodi Pascalov zakon i praktično iskustvo.

Ali postoji i sopstvena težina, koja bi takođe trebalo da utiče na pritisak koji postoji u tečnostima i gasovima. Težina vlastitih dijelova ili slojeva. Gornji slojevi tečnosti pritiskaju srednje, srednji na donje, a poslednji na donje. To jest, mi možemo govoriti o postojanju pritiska stuba tečnosti koji miruje na dnu.

Formula pritiska u koloni tečnosti

Formula za izračunavanje pritiska stupca tečnosti visine h je sljedeća:

gdje je ρ gustina tečnosti,
g - ubrzanje slobodnog pada,
h je visina stuba tečnosti.

Ovo je formula za takozvani hidrostatički pritisak fluida.

Pritisak stupca tečnosti i gasa

Hidrostatički pritisak, odnosno pritisak koji vrši fluid koji miruje, na bilo kojoj dubini ne zavisi od oblika posude u kojoj se fluid nalazi. Ista količina vode, koja se nalazi u različitim posudama, vršiće različit pritisak na dno. Zahvaljujući tome, čak i sa malom količinom vode možete stvoriti ogroman pritisak.

To je veoma ubedljivo pokazao Paskal u sedamnaestom veku. U zatvoreno bure puno vode ubacio je veoma dugačku usku cijev. Popevši se na drugi sprat, ulio je samo jednu kriglu vode u ovu cijev. Cijev je pukla. Voda u cijevi, zbog svoje male debljine, porasla je do vrlo velika visina, a pritisak je narastao do takvih vrijednosti da cijev nije mogla izdržati. Isto važi i za gasove. Međutim, masa gasova je obično mnogo manja od mase tečnosti, pa se pritisak u gasovima zbog sopstvene težine u praksi često može zanemariti. Ali u nekim slučajevima je potrebno računati na to. Na primjer, atmosferski tlak, koji pritiska sve objekte na Zemlji, je od velike važnosti u nekim industrijskim procesima.

Zahvaljujući hidrostatičkom pritisku vode, brodovi koji često teže ne stotine, već hiljade kilograma mogu plutati i ne potonuti, dok ih voda pritiska, kao da ih gura. Ali upravo zbog istog hidrostatskog pritiska na velikim dubinama uši su nam začepljene i nemoguće je spustiti se na velike dubine bez posebnih uređaja - ronilačkog odijela ili batiskafa. Samo nekoliko morskih i okeanskih stanovnika prilagodilo se životu u uvjetima jakog pritiska na velikim dubinama, ali iz istog razloga ne mogu postojati u gornjim slojevima vode i mogu umrijeti ako padnu na plitku dubinu.

Proračun tlaka stupca tekućine. str. Pritisak stupca tečnosti na dno i zidove posude proporcionalan je njegovoj visini i gustini. h. ? g. 1. p = 9,8 N/kg *? *h. 2. 9,8 N/kg - koeficijent; p je gustina tečnosti; h je visina stuba (u m). 3. 4. Jedinica mjere - 1 Pascal. 5.6.7.[p]=. 8. Što je veći stup tečnosti i što je veća njegova gustina, pritisak će biti ... a) manji, b) veći, d) ne zavisi od ovih vrednosti.

Slajd 4 iz prezentacije "Pritisak vode" na časove fizike na temu "Pritisak tečnosti"

Dimenzije: 960 x 720 piksela, format: jpg. Da biste besplatno preuzeli slajd za upotrebu u lekciji fizike, kliknite desnim tasterom miša na sliku i kliknite na "Sačuvaj sliku kao...". Cijelu prezentaciju "Water pressure.ppt" možete preuzeti u zip fajlu od 661 KB.

Preuzmite prezentaciju

Pritisak tečnosti

"Lekcija pritiska" - Fizički diktat. 1 2 3. Zašto lopta povećava svoj volumen? Istražite uticaj atmosferski pritisak u životima ljudi. g. Dodajte vrijednosti koje nedostaju. S1. "Pritisak čvrstih materija, tečnosti i gasova." Učiteljica 7. razreda Kuklina O.N. Pripremite se za test. Faze lekcije. F. Ciljevi lekcije: Generalizirajuća lekcija na temu.

"Pritisak čvrstih tela" - Sila koja se primenjuje okomito na površinu naziva se sila pritiska. S. =. Snaga. Pritisak čvrste materije. Pritisak. 1. Područje. R. F. 1Pa.

"Komunikacijski brodovi i njihove primjene" - Zaključavanje brodova. U komunikacijskim posudama, homogena tečnost je instalirana na istom nivou. Plovila za komunikaciju. P, S, F, h, ?, p, m, g Koja formula se koristi za izračunavanje pritiska tečnosti na dno i zidove posude? Zapišite formulu za izračunavanje visine stupca tečnosti. Zaključci: U komunikacionim posudama bilo koje širine, homogena tečnost se postavlja na istom nivou.

"Pritisak vode" - B. Na slici je prikazan model fontane. ZADATAK. str. Pritisak u stacionarnim tečnostima i gasovima. 9. 10. Sva tijela su privučena Zemljom. A. ako je desna cijev nagnuta? Provjerite sami! Odgovori: a3; b2; w12345; w216; r1; d1; e11; e21.

"Pritisak u prirodi" - F-primijenjena sila, N. B.Kirpich leži na stolu. Sila pritiska. Izračunajte pritisak čvrstog tijela na oslonac (Rad u paru). Svijet tehnologije. U Amazonu postoji pirana - izgleda kao riba tako-tako. Dio 1 A.Kirpich leži na stolu. F p \u003d --- S. Rješavanje problema + eksperiment. Čvrst tjelesni pritisak. Srce Grej Šejki se stisnulo...".

>>Hidrostatski pritisak

Tečnosti i plinovi prenose u svim smjerovima ne samo vanjski pritisak koji se na njih vrši, već i pritisak koji postoji unutar njih zbog težine njihovih vlastitih dijelova. Gornji slojevi tečnosti pritiskaju na srednje, oni na donje, a poslednji na donje.

Dostavili čitaoci sa internet stranica

Osnovi fizike, časovi fizike, program fizike, apstrakti fizike, udžbenici fizike, fizika u školi, testovi iz fizike, programe učenja u fizici

Sadržaj lekcije sažetak lekcije podrška okvir prezentacije lekcije akcelerativne metode interaktivne tehnologije Vježbajte zadaci i vježbe samoispitivanje radionice, treninzi, slučajevi, potrage domaća zadaća diskusija pitanja retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video i multimedija fotografije, slike grafike, tabele, šeme humor, anegdote, vicevi, strip parabole, izreke, ukrštene reči, citati Dodaci sažetakačlanci čipovi za radoznale cheat sheets udžbenici osnovni i dodatni glosar pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i lekcijaispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje fragmenta u udžbeniku elementi inovacije u lekciji zamjenom zastarjelih znanja novim Samo za nastavnike savršene lekcije kalendarski plan za godinu smjernice diskusioni programi Integrisane lekcije