Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt."— Zapis prezentacji:

1 Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

2 DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Gardnie Gimnazjum nr 1 w Kaliszu ID grupy: 98/8 _MF_G1, 98/73_MF_G1 Opiekun: Lila Kluza-Howil, Małgorzata Masłowska Kompetencja:matematyczno –fizyczna Temat projektowy: Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne. Prawo Pascala i Archimedesa. Semestr/rok szkolny:semestr III /rok szkolny 2010/2011

3 CELE PROJEKTU 1.W zakresie rozwoju wiedzy: Poznanie przez uczniów zjawiska fizycznego jakim jest ciśnienie, a w szczególności ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne. Zrozumienie przebiegu zjawisk związanych z ciśnieniem, zachodzących w cieczach i gazach. Sformułowanie prawa Pascala i Archimedesa i podanie przykładów ich zastosowań. Analizowanie i porównywanie wartości sił wyporu dla ciał zanurzonych w cieczy lub gazie. Wyjaśnianie pływania ciał na podstawie prawa Archimedesa.

4 2. w zakresie umiejętności: planowanie i wykonywanie doświadczeń; formułowanie wniosków wypływających z wykonywanych doświadczeń; wykształcenie umiejętności rozwiązywania zadań problemowych. CELE PROJEKTU

5 3. w zakresie postaw: kształcenie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji, gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie zdobytych informacji; doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów; kształcenie umiejętności pracy w grupie, również współpracy międzymiastowej; wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy. CELE PROJEKTU

6 CIŚNIENIE JAKO WIELKOŚĆ FIZYCZNA

7 Na początek trochę teorii o ciśnieniu Aby lepiej przewidzieć skutki działania siły, fizycy wprowadzili pojęcie ciśnienia. Ciśnienie to wielkość, która informuje nas o wartości siły działającej na jednostkę powierzchni. W celu obliczenia wartości ciśnienia posługujemy się wzorem: p = F/S Znaczenie symboli: p – ciśnienie (wyrażane w paskalach - Pa) F – wartość siły nacisku (wyrażana w niutonach - N). S – powierzchnia, na którą działa siła(wyrażana w metrach kwadratowych - m 2 )

8 Ciśnienie, a powierzchnia na jaką działa siła Obserwujemy, że im mniej- sza jest powierzchnia, na którą wywierany jest taki sam nacisk (ciężar ciała jest cały czas taki sam), tym większe jest ciśnienie.

9 PRAWO PASCALA

10 Blaise Pascal Francuski filozof, matematyk i fizyk. Tematem jego badań były prawdopodobieństwo, próżnia, ciśnienie atmosferyczne. Na jego cześć jednostkę ciśnienia nazwano paskal oraz język programowania Pascal. ur. 19 czerwca 1623 r. - zm. 19 sierpnia 1662 r. Pascal był głęboko wierzącym chrześcijaninem. W połowie życia porzucił nauki ścisłe na rzecz filozofii i religii.

11 CYTATY: Zważmy zysk i stratę, zakładając, że Bóg jest - jeśli wygrasz, zyskujesz wszystko; jeśli przegrasz, nie tracisz nic. tzw. Zakład Pascala Serce ma swoje racje, których rozum nie zna. Le cœur a ses raisons que la raison ne connaît point. (fr.) Człowiek stworzony jest na to, by szukać prawdy, a nie by ją posiadać. Przypadkowe odkrycia zdarzają się tylko umysłom przygotowanym.

12 Ciśnienie działające z zewnątrz na płyn jest przenoszone we wszystkich kierunkach jednakowo. Płynem nazywamy ciecze i gazy. Prawo Pascala

13 Aby zatrzymać pojazd kierujący naciska nogą pedał hamulca. Układ dźwigni przenosi i wzmacnia siłę nacisku na tłoczki pompy hamulcowej. Pompa tłoczy nieściśliwy płyn hamulcowy przez przewody hamulcowe do zacisków. Tłoczki zacisków naciskają na klocki hamulcowe. Klocki hamulcowe dociskane są do bocznej powierzchni tarcz hamulcowych. Tarcze są zamocowane do piast kół. W konsekwencji tarcie klocków o tarcze powoduje hamowanie kół jezdnych. Hamulce hydrauliczne w samochodzie

14 Nasze doświadczenia: PRAWO PASCALA 1 OPIS DOŚWIADCZENIA: 1.Nalać do balonika wody., zawiązać go, położyć na talerzu. 2.Nacisnąć balonik dłonią w jednym miejscu i zaobserwować jak reszta balonika równomiernie unosi się.

15 Nasze doświadczenia: BUM!! … i po doświadczeniu!

16 Nasze doświadczenia: PRAWO PASCALA 2 Martyna prezentuje wykonany ze strzykawek model podnośnika hydraulicznego, jednego z zastosowań prawa Pascala.

17 Zastosowanie prawa Pascala Pompowanie dętki, materaca, dmuchanie balonów. We wszystkich pompach i siłownikach - hydraulicznych i pneumatycznych. Siłowniki - wspomaganie kierownicy, hamulce, zamki (w centralnym zamku), hamulce. pompa wodna, pompa olejowa, pompa wtryskowa. Działanie urządzeń pneumatycznych: prasa pneumatyczna hamulce pneumatyczne nożyce pneumatyczne Działanie urządzeń hydraulicznych: układ hamulcowy podnośnik hydrauliczny młot pneumatyczny prasa hydrauliczna

18 CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE

19 TROCHĘ TEORII… Ciśnieniem atmosferycznym nazywamy ciśnienie wywierane przez warstwę atmosfery wokółziemskiej na przedmioty znajdujące się na powierzchni lub na pewnej wysokości nad powierzchnią Ziemi. Przyrząd służący do pomiaru ciśnienia atmosferycznego nazywamy barometrem Ciśnienie atmosferyczne zależy od wysokości względem Ziemi. Im wyżej nad Ziemią się znajdujemy, tym ciśnienie atmosferyczne jest mniejsze, np. w górach ciśnienie jest mniejsze niż nad morzem.

20 Słynne doświadczenia Florencja 1644 r. Wynalezienie barometru przez Torricellego

21 Torricelli wykonał w roku 1643 doświadczenie wykazujące istnienie ciśnienia atmosferycznego. Napełnił on zamkniętą z jednej strony szklaną rurkę rtęcią, a następnie, obracając tak aby nic się z niej nie wylało, umieścił w naczyniu, także uprzednio napełnionym rtęcią. Torricelli zaobserwował, że poziom rtęci w próbówce obniżył się, a w jej górnej części powstała pusta przestrzeń. Było to pierwsze doświadczalne wytworzenie próżni, wcześniej zakładano, że jej istnienie jest niemożliwe (natura nie znosi próżni). Wysokość słupa rtęci pozostałego w rurce była równa około 760 mm. Torricelli wyjaśnił, że rtęć w próbówce podtrzymywana jest przez ciśnienie atmosferyczne. Wysokość słupa rtęci zależy od wartości tego ciśnienia. Jest to zasada działania barometru rtęciowego. Słynne doświadczenia

22 Magdeburg 1654 r. Wykazanie istnienia ciśnienia atmosferycznego.

23 W 1654 burmistrz Magdeburga Otto von Guericke w obecności księcia pruskiego Fryderyka Wilhelma przeprowadził doświadczenie, podczas którego dokładnie przylegające do siebie półkule zostały opróżnione z powietrza za pomocą pompy tłokowej. Po wypompowaniu powietrza z wnętrza kuli obydwa jej segmenty przylegały do siebie tak mocno, że szesnaście koni - osiem z każdej strony, nie było w stanie ich rozerwać. Dzięki temu eksperymentowi Guericke udowodnił nie tylko istnienie próżni, ale również istnienie ciśnienia atmosferycznego, które działając na półkule o dużych powierzchniach powoduje ich trwałe połączenie Słynne doświadczenia

24 Za normalne ciśnienie atmosferyczne uznaje się ciśnienie powietrza o temperaturze 0°C mierzone na poziomie morza na szerokości geograficznej 45°, które wynosi 1013 hPa. 1 hektopaskal to ciśnienie wywierane przez siłę 100 N działającą na 1 m 2 powierzchni. Normalne ciśnienie atmosferyczne

25 Wykorzystanie ciśnienia atmosferycznego - w odkurzaczu Ciśnienie atmosferyczne wykorzystujemy również: - podczas stawiania baniek w celach leczniczych Picie napojów chłodzących przez słomkę jest przykładem wykorzystania ciśnienia atmosferycznego. Wciągając do płuc powietrze ze słomki, obniżamy w niej ciśnienie powietrza, a wówczas ciśnienie atmosferyczne wpycha napój do słomki. -gdy nabieramy płyn do strzykawki

26 Nasze doświadczenia: Potrzebne przedmioty: Pompka do przeczyszczania zlewów Woda Taboret Podciśnienie 1. Sposób wykonania: 1. Brzeg pompki zwilżyliśmy wodą. 2. Przycisnęliśmy mocno pompkę do gładkiej powierzchni taboretu.

27 Obserwacje: Gdy ciągniemy za uchwyt pompki, taboret się podnosi, gdyż pompka się do niego przykleiła. Gdy pod gumę pompki dostało się powietrze to bez problemu się ona odczepiła od taboretu. Wnioski: W zagłębieniu pompki powstaje pusta przestrzeń. Siła parcia powietrza atmosferycznego działająca z zewnątrz na pompkę, jest tak duża, że pozwala dociska pompkę do taboretu.

28 Nasze doświadczenia: Podciśnienie 2. Potrzebne przedmioty: Plastikowa butelka Gorąca woda Zimna woda Sposób wykonania: 1. Do butelki wlaliśmy gorącą wodę. 2. Zakręciliśmy butelkę. 3. Polaliśmy butelkę zimną wodą.

29 Obserwacje: Po wlaniu gorącej wody do butelki, butelka się odkształciła. Polanie butelki zimną wodą, przyspieszyło jej odkształcenie. Wnioski: Gorące powietrze ma większą objętość niż zimne powietrze, co spowodowało odkształcenie butelki. Przez polanie butelki zimną woda, objętość powietrza w niej zmniejszyła się co spowodowało przyspieszenie procesu odkształca- nia butelki.

30 Nasze doświadczenia: Wyznaczanie ciśnienia atmosferycznego Potrzebne przedmioty: Siłomierz, strzykawka, plastelina, linijka, nitka Sposób wykonania: 1. Wysuwamy tłoczek ze strzykawki, mierzymy jego średnicę a następnie obliczamy promień tłoka. 2. Wsuwamy tłoczek do strzykawki maksymalnie głęboko, zatykamy wylot plasteliną. 3. Do uchwytu tłoczka przyczepiamy nitką haczyk siłomierza 4. Trzymając strzykawkę poziomo odciągamy powoli siłomierz i odczytujemy wskazanie siłomierza.

31 Obserwacje i pomiary: Dane: promień tłoczka r = 0,8 cm Wartość siły parcia powietrza na tłok F = 20 N = 3,14 Szukane: Powierzchnia tłoczka S = ? Ciśnienie atmosferyczne p = ?

32 Wnioski: Ponieważ wylot strzykawki był zatkany plasteliną i powietrze nie mogło się dostać pod tłoczek, ciśnienie wewnątrz strzykawki było bardzo małe. Mogliśmy przyjąć, że panowała tam próżnia. Powietrze z zewnątrz działało na tłoczek siłą o wartości równej wartości siły, którą ciągnęliśmy tłoczek. Wartość ciśnienia atmosferycznego wyniosła 995,22 hPa. Rozwiązanie:

33 Nasze doświadczenia: Podciśnienie 3. Potrzebne przedmioty: Lejek Kartka papieru Sposób wykonania: 1. Na stole położyliśmy kartkę papieru. 2. Na kartce postawiliśmy pionowo lejek. 3. Górny koniec lejka przyłożyliśmy do ust i wciągnęliśmy powietrze.

34 Wnioski: (tu trzeba napisać wniosek) Obserwacje: Po wyciągnięciu powietrza z lejka, kartka podniosła się.

35 CIŚNIENIE HYDROSTATYCZNE

36 CIŚNIENIE W CIECZY Ciśnienie, jakie wywiera na otaczające lub zanurzone w niej ciała ciecz nie będąca w ruchu, nazywa się ciśnieniem hydrostatycznym. W celu obliczenia wartości ciśnienia hydrostatycznego posługujemy się wzorem: p = ρ cieczy · g· h Znaczenie symboli: p – ciśnienie hydrostatyczne (w ukł. SI w paskalach Pa) g – przyspieszenie grawitacyjne (ziemskie) (w ukł. SI w m/s 2 ). h – głębokość zanurzenia w cieczy (w ukł. SI w metrach m)

37 Paradoks hydrostatyczny Ciśnienie w cieczy nie zależy od kształtu naczynia, a jedynie od wysokości słupa cieczy i od jej rodzaju. Oznacza to, że w naczyniach o różnym kształcie, do których wlejemy jednakową ciecz i będzie ona miała taka samą wysokość w każdym naczyniu, ciśnienia wywierane na dno każdego naczynia będą takie same.

38 PRAWO ARCHIMEDESA

39 ARCHIMEDES Archimedes z Syrakuz (gr. ρχιμήδης Συρακόσιος Archimedes ho Syrakosios; ok p.n.e.) – grecki filozof przyrody i matematyk, urodzony i zmarły w Syrakuzach; wykształcenie zdobył w Aleksandrii. Był synem astronoma Fidiasza i prawdopodobnie krewnym lub powinowatym władcy Syrakuz Hierona II.

40 Dajcie mi punkt oparcia, a poruszę Ziemię. Δος μοι πα στω και ταν γαν κινήσω (Dialekt dorycki) Opis: Inne tłumaczenie: Dajcie mi wystarczająco długą dźwignię i wystarczająco mocną podporę, a sam jeden poruszę cały glob. Nie zamazuj moich kół. Noli turbare circulos meos. Opis: prawdopodobnie do legionisty rzymskiego, z którego ręki zginął. Przetnij kamień na pół, a będziesz miał dwa kamienie. Ale przetnij żabę na pół, a będziesz miał tylko jedną martwą żabę. Znalazłem! Εύρηκα! – Heureka! (gr.) CYTATY

41 ZŁOTA KORONA KRÓLA HIERONA Korona była poświęcona bogom, więc nie wolno jej było zniszczyć. Trzeba było znaleźć sposób aby dowiedzieć się, czy złotnik nie oszukał przy wykonywaniu korony. Podobno Archimedes znalazł rozwiązanie w trakcie kąpieli, obserwując jak woda wylewa się z beczki kąpielowej w czasie wchodzenia do niej. Pomysł polegał na pomiarze sił wyporu działających na koronę i bryłę złota o tej samej masie. Gdyby korona była szczerozłota, siły byłyby równe. NIE BYŁY!!

42 Umarł w trakcie rozmyślań nad geometrią, zabity przez rzymskiego legionistę. Pochowano go z honorami godnymi króla.

43 PRAWO ARCHIMEDESA Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało. Płynem nazywamy ciecze i gazy. F wyporu = ρ płynu g V zanurzona ρ płynu - gęstość płynu (cieczy, gazu) w którym zanurzone jest ciało - [w układzie SI w kg/m 3 ] V zanurzona – objętość tej części ciała, która jest zanurzona w płynie (w układzie SI w m 3 ) g – przyspieszenie ziemskie [w układzie SI w m/s 2 ]

44 To samo inaczej: Ciśnienie hydrostatyczne wywierane na dolną powierzchnię ciała zanurzonego w cieczy jest większe niż ciśnienie wywierane na jego górną powierzchnię. Ta różnica ciśnień jest przyczyną występowania siły wyporu.

45 Inscenizacja o Archimedesie Archimedes u króla Hierona Archimedes i korona Tyle wody się wylało… tyle wody

46 Zastosowanie prawa Archimedesa Wyznaczanie gęstości cieczy - hydrometry Badanie gęstości paliwa Badanie gęstości wina hydrometr

47 Zastosowanie prawa Archimedesa Statki pływające po powierzchni wody Pierwszy żelazny statek zwodowano dopiero w 1790 r. Gdy jakieś ciało zanurzamy w wodzie, to wypiera ono tyle cieczy, ile wynosi objętość jego zanurzonej części. Jednocześnie na ciało zaczyna działać redukująca jego ciężar sita wyporu równa ciężarowi wypartej cieczy. Gdy pewien obiekt stopniowo zanurzamy w wodzie, to siła wyporu działająca nań zwiększa się proporcjonalnie do tego, ile wody on wypiera.

48 Zastosowanie prawa Archimedesa Każda jednostka pływająca posiada swoją wyporność czyli maksymalną ilość ciężaru, jaką może unieść. Statek jest bezpieczny jeśli zanurzenie nie przekracza tzw. konstrukcyjnej linii wodnicy czyli linii maksymalnego zanurzenia, namalowanej na zewnętrznej części kadłuba. wodnica

49 Zastosowanie prawa Archimedesa Łodzie podwodne Statki te mają możliwość manewrowania siłą wyporu i siłą ciężkości, dzięki czemu są w stanie zanurzać się i wynurzać.

50 Zastosowanie prawa Archimedesa Balony i sterowce Manewrując ciężarem (balast) lub wartością siły wyporu (wypuszczanie gazu nośnego, lub zmiana jego ciężaru właściwego za pomocą podgrzewania) można zmieniać wysokość, na której znajduje się balon lub sterowiec. Jeśli balon ma utrzymywać się na stałej wysokości należy utrzymywać wartość siły wyporu na tym samym poziomie co siła ciężkości. Pierwszy balon wypełniony ogrzanym powietrzem wzniósł się do góry 4 czerwca 1783 r.

51 Zastosowanie prawa Archimedesa Dwa podstawowe typy balonów: -zawierające gaz na stałe lżejszy od powietrza, czyli wodór lub hel Balon meteorologiczny wypełniony jest wodorem. - zawierające powietrze, które jest ogrzewane za pomocą palnika. Balon turystyczny unosi się dzięki palnikowi.

52 Warunki pływania ciał Ciało wypływa na powierzchnię cieczy: -jeśli jego gęstość jest mniejsza od gęstości cieczy; -jeśli siła wyporu działająca na nie jest większa od ciężaru ciała.

53 Warunki pływania ciał Ciało pływa zanurzone w cieczy: -jeśli jego gęstość jest równa gęstości cieczy; -jeśli siła wyporu działająca na nie jest równa ciężarowi ciała.

54 Warunki pływania ciał Ciało tonie w cieczy: -jeśli jego gęstość jest większa od gęstości cieczy; -jeśli siła wyporu działająca na nie jest mniejsza od ciężaru ciała.

55 Nasze doświadczenia: PRAWO ARCHIMEDESA 1

56 Nasze doświadczenia: Martyna i Angelika ważą kostki w powietrzu

57 Nasze doświadczenia: … i w wodzie.

58 Nasze doświadczenia: Wyniki zapisujemy na tablicy. Siła wyporu jest różnicą między ciężarem w powietrzu a ciężarem w cieczy.

59 Nasze doświadczenia: WNIOSEK: Dla wszystkich kostek siła wyporu ma tę samą wartość, gdyż wszystkie miały tę samą objętość.

60 Nasze doświadczenia: PRAWO ARCHIMEDESA 2 Opis doświadczenia: 1.Wlewamy wodę do woreczka foliowego, zawiązujemy woreczek, zaczepiamy na siłomierzu. 2.Ważymy woreczek z woda w powietrzu. 3.Ważymy woreczek z wodą po zanurzeniu go w wodzie. 4.Zastanawiamy się, dlaczego siłomierz pokazuje zero…..

61 Nasze doświadczenia: Wniosek: Siła wyporu woreczka z wodą jest równa sile ciężkości. Wypadkowa tych sił wynosi zero!

62 Nasze doświadczenia: Siły spójności w wodzie. Przy okazji fotografowania doświadczeń z wodą udało nam się zrobić zdjęcie strumienia wody z kranu. Wyraźnie widać kształt kropel wody ściśniętych siłami spójności.

63 PODSUMOWANIE Bądź jak woda – przystosowuje się do każdego naczynia, a może zniszczyć skałę. Bruce Lee Gdy woda sięga ust, głowa do góry! Stanisław Jerzy Lec puknij się w głowę, może rozum ci w końcu otworzy. ~m.M © Cztery korzenie wszystkich rzeczy: ogień, powietrze, woda i ziemia. Ralph Waldo Emerson

64 GIMNAZJUM NR 1 W KALISZU Adrianna Całka Aleksandra Sowa Andżelika Ratajczyk Katarzyna Bączkiewicz Kinga Kurpan Mariusz Rudowicz Martyna Marszałek Martyna Siegień Michał Woźniak Monika Przybył Klaudia Biś

65 ZESPÓŁ SZKÓŁ W GARDNIE Ewa Nowak Aleksandra Kawka Daria Nowak Roksana Szczepanek Wacław Sobczak Konrad Kubiak Mateusz Janiak Rafał Polak Oliwia Borsuk Natalia Marciniak

66 DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ

67 Bibliografia R.Resnick, D.Holiday: "Fizyka" tom 1 Jay Orear: "Fizyka" tom 1 A. Czerwińska, B. Sagnowska: "Fizyka" Fizyka jest ciekawa moduł 1, wyd. Nowa Era – podręcznik i zeszyt ćwiczeń Strony internetowe:

68 Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA


Pobierz ppt "Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt."

Podobne prezentacje


Reklamy Google