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

2 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

3 DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum im. Adama Mickiewicza w Brodach ID grupy: 98/66 _MF_G2 Opiekun: Grażyna Nowak, Kompetencja: matematyczno – fizyczna Temat projektowy: Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne Semestr/rok szkolny: semestr II /rok szkolny 2010/2011

4

5 Ciśnienie - wielkość skalarna określona jako iloraz wartości siły działającej prostopadle do powierzchni (siły nacisku Fn) i powierzchni na jaką ona działa (s). Jednostką podstawową ciśnienia jest Paskal (Pa).

6

7 1 hPa (hektopaskal) = 100 Pa, 1 hPa (hektopaskal) = 100 Pa, 1 kPa (kilopaskal) = 1000 Pa, 1 kPa (kilopaskal) = 1000 Pa, 1 MPa (megapaskal) = Pa. 1 MPa (megapaskal) = Pa.

8

9 Zamień na Paskale: Zamień na Paskale: 1hPa = 1hPa = 10hPa = 10hPa = 200hPa = 200hPa = 1kPa = 1kPa = 300kPa = 300kPa = 80kPa = 80kPa = 1mPa = 1mPa = 90mPa= 90mPa= 700mPa = 700mPa =

10 1hPa =100 Pa 10hPa =1000 Pa 200hPa = Pa 200hPa = Pa 1kPa =1 000 Pa 1kPa =1 000 Pa 300kPa = Pa 300kPa = Pa 80kPa = Pa 80kPa = Pa 1 MPa = Pa 1 MPa = Pa 90 MPa = Pa 90 MPa = Pa 700 MPa = Pa 700 MPa = Pa

11 Ciśnienie hydrostatyczne ciśnienie wywierane przez ciecz wynikające z ciężaru cieczy znajdującej się w polu grawitacyjnym.

12

13

14 Słupy cieczy o różnych gęstościach mają różne wysokości ale cisnienie obydwu ramionach jest takie samo. Słupy cieczy o różnych gęstościach mają różne wysokości ale ciśnienie w obydwu ramionach jest takie samo.

15

16 Ciśnienie hydrostatyczne nie zależy od kształtu naczynia. W każdym z tych naczyń ciecz (ta sama we wszystkich naczyniach) wywiera na dno to samo ciśnienie, gdyż wysokości słupów cieczy są takie same.

17 W 1648 r Pascal wykonał słynne doświadczenie. Napełnił wodą do pełna solidnie wykonaną beczkę z dębowych klepek tak szczelną, że nie przepuściła ani kropli. Do niej przymocowano rurkę sięgającą drugiego piętra, do której wlano dwa litry wody. Ku zdziwieniu zebranej widowni beczka została rozsadzona ! Doświadczenie to potwierdzało hipotezę, że ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości słupa cieczy.

18 Blaise Pascal, (pol. Błażej Pascal), (ur. 19 czerwca 1623r. w Clermont-Ferrand; zm. 19 sierpnia 1662r. w Paryżu) – francuski matematyk, fizyk i religijny filozof. Był niezwykle uzdolnionym dzieckiem, wyedukowanym przez ojca. Jego wczesne dzieła powstawały spontanicznie, lecz w istotny sposób przyczyniły się do rozwoju nauki.

19 Miał on znaczący wkład w konstrukcję mechanicznych kalkulatorów i mechanikę płynów; sprecyzował także pojęcia ciśnienia i próżni, uogólniając prace Torricelliego. W swoich opracowaniach bronił metody naukowej. Rozważania Pascala w zakresie hydrodynamiki i hydrostatyki koncentrowały się na kwestii zasad rządzących płynami hydraulicznymi. Wśród jego wynalazków znalazły się strzykawka i prasa hydrauliczna (wykorzystująca ciśnienie hydrostatyczne do zwielokrotniania siły), w roku 1646 zaś zainteresował się przeprowadzonymi przez Torricellego eksperymentami z barometrem.

20 Jeżeli na płyn (ciecz lub gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to (pomijając ciśnienie hydrostatyczne) ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu.

21

22 Hamulec hydrauliczny - hamulec cierny (głównie w pojazdach samochodowych i lotnictwie i rowerach) uruchamiany za pomocą systemu hydraulicznego, złożonego z pompy (na której tłok działa prowadzący pojazd), przewodów ciśnieniowych oraz cylinderków roboczych przy każdym z kół. Zapewnia równy rozkład siły hamowania bez konieczności kłopotliwej regulacji. Hamulec hydrauliczny to dwa cylindry połączone przewodem. Wciskanie jednego z nich powoduje przetłaczanie płynu do drugiego cylindra (zacisk) i wypychanie tłoczka co owocuje zaciskaniem się klocków na tarczy.

23 Podnośnik hydrauliczny Podnośnik hydrauliczny– to urządzenie, pozwalające na podniesienie przedmiotu. Podnoszenie odbywa się przy udziale cieczy, która wypychana powoduje uniesienie się jednej z części podnośnika, co pozwala na podniesienie przedmiotu. Podnośniki hydrauliczne są wykorzystywane w wielu dziedzinach.

24 Prasa hydrauliczna – urządzenie techniczne zwielokrotniające siłę nacisku dzięki wykorzystaniu zjawiska stałości ciśnienia w zamkniętym układzie hydraulicznym (prawo Pascala).

25

26 Są to co najmniej dwa naczynia skonstruowane tak, że ciecz może swobodnie między nimi przepływać, na przykład przez połączenie znajdujące się w dnie każdego z nich.

27 W obecności jednorodnego pola grawitacyjnego wlewając do któregokolwiek z naczyń połączonych jednolitą ciecz, jej poziom w każdym z naczyń ustali się na tej samej wysokości.

28 Zasadę działania naczyń połączonych wykorzystuje się między innymi do konstrukcji...

29 Jest to budynek w formie wieży, na którego szczycie znajduje się zbiornik wody, służący do zapewnienia stabilnego ciśnienia w wodociągu. Pokrywa chwilowy wzrost zapotrzebowania. Zbiornik musi być umieszczony powyżej odbiorców, ponieważ działa poprzez zasadę naczyń połączonych.

30 Składa się ona z dwóch pionowych rurek szklanych, bądź z tworzywa sztucznego, z podziałką, połączonych giętkim przewodem. Ten typ poziomicy był dawniej stosowany w budownictwie.

31 Studnia, powstająca przez wywiercenie otworu do wód artezyjskich – głęboko położonych warstw wodonośnych, w których woda znajduje się pod ciśnieniem hydrostatycznym.

32 Woda z takiego odwiertu wypływa samoczynnie, niekiedy jest pod dużym ciśnieniem (rzędu nawet kilkudziesięciu atmosfer).

33 Budowla hydrotechniczna wznoszona na kanałach żeglownych, rzekach oraz pomiędzy jeziorami. Są one budowane w celu umożliwienia podczas żeglugi pokonywania różnic poziomu wody przez jednostki pływające.

34 Taką rurkę stosuje się również w czajniku elektrycznym. Jest ona umieszczana przy zbiornikach - zazwyczaj nieprzezroczystych, zamkniętych naczyniach. Służy do wskazywania poziomu cieczy w zbiorniku. Stosuje się ją np. w kotłach.

35 Atmosfera - gazowa powłoka otaczająca planetę o masie wystarczającej do utrzymywania wokół siebie warstwy gazów, w wyniku działania grawitacji. Ta definicja stosuje się do planet skalistych i księżyców.

36 Atmosfera ziemska składa się Atmosfera ziemska składa się z mieszaniny gazów, z mieszaniny gazów, zwanej powietrzem. zwanej powietrzem. azot - 78,08% azot - 78,08% tlen - 20,95% tlen - 20,95% argon - 0,934% argon - 0,934%

37 Ciśnienie atmosferyczne – stosunek wartości siły, z jaką słup powietrza atmosferycznego naciska na powierzchnię Ziemi, do powierzchni, na jaką ten słup naciska. Wynika stąd, że w górach ciśnienie atmosferyczne jest niższe a na nizinach wyższe, ponieważ słup powietrza ma różne wysokości.

38 Wykorzystanie ciśnienia atmosferycznego

39 Jaka może być przyczyna powstawania niskiego i wysokiego ciśnienia atmosferycznego? Powietrze nagrzewa się od podłoża. Nad obszarami ciepłymi powietrze unosi się (ciepłe powietrze jest lżejsze). Maleje jego nacisk na powierzchnię Ziemi. Powstaje ośrodek niskiego ciśnienia N. Nad obszarami chłodnymi powietrze opada. Chłodne, cięższe powietrze wywiera większy nacisk na Ziemię. Powstaje ośrodek wysokiego ciśnienia - W. Przy powierzchni Ziemi zaczyna wiać wiatr od wysokiego do niskiego ciśnienia, zmierzając do jego wyrównania.

40 W 1643 roku Torricelli przeprowadził doświadczenie z barometrem rtęciowym. Doświadczenie miało na celu pokazanie istnienie ciśnienia atmosferycznego. Doświadczenie miało na celu pokazanie istnienie ciśnienia atmosferycznego.

41 Napełnił on probówkę rtęcią, obracał powoli żeby się nie wylało i umieścił w większym naczyniu do góry dnem, drugie naczynie było także napełnione rtęcią. Napełnił on probówkę rtęcią, obracał powoli żeby się nie wylało i umieścił w większym naczyniu do góry dnem, drugie naczynie było także napełnione rtęcią. Torricelli wyjaśnił, że rtęć w próbówce podtrzymywana jest przez ciśnienie podtrzymywana jest przez ciśnienie atmosferyczne. Wysokość słupa rtęci zależy od wartości tego ciśnienia

42

43 Barometr – przyrząd do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Pierwszy barometr cieczowy zbudował Torricelli w 1643 roku. Do pomiaru ciśnienia atmosferycznego wykorzystywana jest tu ciecz o znacznej gęstości (zwykle rtęć) zawarta w rurce umieszczonej pionowo.

44

45 Manometr (ciśnieniomierz) jest miernikiem służącym do pomiaru ciśnienia cieczy i gazów. Ze względu na wskazywane ciśnienie dzieli się je na : - względne - wskazuje różnicę ciśnień, - bezwzględne - wskazujące ciśnienie w odniesieniu do próżni. Manometr skonstruował Dymitr Mendelejew. Manometr (ciśnieniomierz) jest miernikiem służącym do pomiaru ciśnienia cieczy i gazów. Ze względu na wskazywane ciśnienie dzieli się je na : - względne - wskazuje różnicę ciśnień, - bezwzględne - wskazujące ciśnienie w odniesieniu do próżni. Manometr skonstruował Dymitr Mendelejew.

46

47 - Ciśnieniomierz - hydrostatyczny przyrząd do pomiaru nacisku ciśnienia na powierzchnie ciał stałych. - Pierwszy ciśnieniomierz został skonstruowany przez Alberta Pondukta w 1457 r.

48 Tonometr - przyrząd do mierzenia ciśnienia, np. wewnątrzgałkowego lub krwi. Sfigmomanometr - aparat do pośredniego pomiaru ciśnienia tętniczego krwi.

49

50 Zakres ciśnień

51 Na dnie Rowu Mariańskiego woda wywiera ciśnienie 110,2 MPa, czyli ponad 1100-krotnie wyższe niż normalne ciśnienie atmosferyczne. Najwyższe na świecie zarejestrowano 19 grudnia roku 2001 w miejscowości Tosontsengel w Mongolii – wyniosło wtedy 1086 hPa. Najniższe znormalizowane ciśnienie atmosferyczne, wynoszące 870 hPa, spowodowane przejściem tajfunu Tip, zarejestrowano 12 października roku 1979 na Północnym Pacyfiku. Dla Oceanu Atlantyckiego rekord padł 19 października 2005 roku. W oku huraganu Wilma, który potem spustoszył Florydę, zanotowano ciśnienie 882 hPa.

52

53 Jakie ciśnienie na podłogę wywiera Zenon stojąc na dwóch nogach, który waży 50 kg, jeżeli powierzchnia jego buta wynosi 70 cm ² ?

54 m=50kg s=70cm² · 2 = 140cm²=0,014m² Fn =Fg=m·g P= ? Fn=? P= Fn = Fg = 50kg · 10 N/kg = 500 N P = 500N : 0,014m² = N :14m² = 35714,285 Pa 35714,3 Pa Odp. Zenon wywiera na podłoże ciśnienie o wartości 35714,3 Pa.

55 Ciśnienie atmosferyczne ma wartość około 1000 hPa. Oblicz, z jaką siłą powietrze naciska na szybę okienną o wymiarach 50 cm x 100 cm. Dlaczego szyba nie pęka?

56 P= 1000 hPa = Pa Wymiary szyby: a = 50 cm = 0,5m b = 100 cm = 1 m b a

57

58

59 Z jaką siłą woda dociska maskę nurkującego Zdzisława na głębokości10 m? (Powierzchnia maski wynosi 50 cm²)

60 Dane : szukane: wzory h= 10 m Fn =? Fn = p · s s= 50 cm² = 0,005 m² p = h · ρ · g g= 10 N/kg (m/s²) ρ = 1000 kg/m³ p= 10m · 1000kg/m³·10N/kg = Pa Fn = Pa · 0,005m² = 500N =0,5kN Odp. Woda dociska maskę Pana Zdzisława z siłą o wartości 500 N.

61 Zygmunt, nurkując w morzu zauważył, że jego ciśnieniomierz wskazuje ciśnienie 3000 hPa. Na jakiej głębokości wtedy pływał? (Przyjmij, że ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza wynosi 1000 hPa).

62 Dane: Szukane: Wzór: p =3000 hPa= Pa h=? h= patm.=1000 hPa= Pa q wody =1000 kg/m³ p = Pa Pa= Pa h= Pa /1000 kg/m³ ·10 N/kg = 40 m Odp. Zygmunt, pływał wtedy na głębokości 40 m.

63 Na wykresie przedstawiono zależność ciśnienia hydrostatycznego od wysokości słupa pewnej cieczy. Na jego podstawie oblicz gęstość tej cieczy

64 Dane: Szukane: Wzór: p=3,2 kPa=3200 Pa q=? q= h=40 cm=0,4 m q= Odp. Gęstość cieczy wynosi 800 kg/m³

65

66 Obserwacja strumieni cieczy na tych samych i na różnych poziomach.

67 POTRZEBNE PRZYRZĄDY I PRZEDMIOTY: Dwie duże plastikowe butelki Cyrkiel szkolny Taśma klejąca Linijka Miska

68 KOLEJNE CZYNNOŚCI: 1. Bierzemy dwie duże plastikowe butelki Na bocznej ściance jednej z nich robimy otwory wokół dna butelki na tym samym poziomie. W ściance drugiej butelki robimy otwory na różnych wysokościach 2. Zalepiamy otwory taśmą i nalewamy wody do pełna. 3. Butelki umieszczamy nad miedniczkami, zrywamy taśmę i obserwujemy zasięg wypływających strumieni.

69 OBSERWACJE Strumienie wody na tej samej wysokości są takie same Mocniejszy strumień obserwujemy z otworu umieszczonego na dole a najsłabszy z otworu na górze butelki.

70 WNIOSKI Ciśnienie cieczy na tej samej wysokości jest takie samo. Najwieksze ciśnienie panuje na dnie butelki Ciśnienie cieczy na ścianki naczynia zależy od wysokości słupa cieczy – im wyższy słup cieczy tym większe ciśnienie.

71 Cel doświadczenia: Sprawdzenie prawdziwości prawa Pascala Potrzebne przyrządy i przedmioty: piłeczka pingpongowa strzykawka gwóźdź woda

72 KOLEJNE CZYNNOŚCI: W piłeczce wykonaj kilka dziurek. Zanurz strzykawkę w naczyniu i nabierz wody. Osadź piłeczkę na strzykawce. Naciśnij tłok i obserwuj wypływające strumienie wody

73 OBSERWACJE Woda wylewa się równomiernie ze wszystkich otworów.

74 WNIOSKI Jednakowe strumienie wody potwierdzają fakt,że zewnętrzne ciśnienie rozchodzi się tak samo we wszystkich kierunkach. Doświadczenie potwierdza prawdziwość prawa Pascala Prawo Pascala: Przyłożone z zewnątrz ciśnienie w gazach i cieczach rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach.

75 Cel doświadczenia: Obserwacja poziomu dwóch różnych cieczy (oleju, wody) w naczyniu o kształcie litery U. Potrzebne przyrządy i przedmioty: naczynie w kształcie litery U, lejek, woda, olej.

76 Do naczynia w kształcie litery U wlewamy niewielką ilość wody. Do jednego z ramion naczynia wlewamy olej Obserwujemy poziomy cieczy w obydwu ramionach OBSERWACJE: Słupy cieczy o różnych gęstościach mają różne wysokości. Słup cieczy o mniejszej gęstości (olej) jest wyższy. KOLEJNE CZYNNOŚCI:

77 Ciśnienie hydrostatyczne zależy od gęstości cieczy- im wyższy słup cieczy tym większe ciśnienie WNIOSEK

78 Cel doświadczenia. Sprawdzenie, czy poziom wody po zmianie kształtu węża ulegnie zmianie. Potrzebne przyrządy i przedmioty: wąż, menzurka, woda.

79 1. Wlej wodę do menzurki. 2. Niech jedna osoba wygnie wąż w literę U, a druga wleje wodę do tego węża. 3. Sprawdź jaki jest obecny poziom wody. 4. Zmień kształt węża i również sprawdź poziom wody. KOLEJNE CZYNNOŚCI:

80 Po wlaniu wody do węża poziom wody był równy. Mimo zmiany kształtu węża poziom wody w obydwu ramionach był taki sam. OBSERWACJE:

81 Poziom wody w naczyniach połączonych jest zawsze taki sam, nie zależy od kształtu ramion. WNIOSEK

82 Cel doświadczenia. Sprawdzamy oddziaływanie ciśnienia atmosferycznego. Potrzebne przyrządy i przedmioty: o szklanka o butelka o kartka (ze sztywnego papieru) o woda

83 1. Do szklanki nalej pełno (z czubem) wody. 2. Przytrzymując kartkę ręką odwróć szybko szklankę do góry dnem. 3. Puść kartę. 4. Te same czynności wykonaj z cylindrem miarowym. KOLEJNE CZYNNOŚCI:

84 Kartka nie odpada od szklanki. Kartka nie odpada również od butelki. OBSERWACJE

85 WNIOSKI Kartka nie odpada ponieważ przytrzymuje ją powietrze. Ciśnienie wywierane przez powietrze jest większe od ciśnienia wywieranego przez wodę. Doświadczenie potwierdza istnienie ciśnienia atmosferycznego.

86 Jak wysokie musi być naczynie, aby kartka odpadła? Kartka odpadnie, gdy ciśnienie hydrostatyczne będzie większe od atmosferycznego. p = ρgh, czyli ciśnienie atmosferyczne wynosi w przybliżeniu p = Pa, gęstość wody ρ = 1000 kg/m 3 Odp. Wysokość naczynia musi być większa od 10m

87 Cel doświadczenia Sprawdzamy oddziaływanie ciśnienia atmosferycznego. Potrzebne przyrządy i przedmioty: pompa próżniowa, półkule magdeburskie

88 Docisnąć do siebie dwie półkule a następnie za pomocą pompy próżniowej wypompować powietrze z półkul. Zamknąć zawór. Próbować rozdzielić półkule. KOLEJNE CZYNNOŚCI:

89 OBSERWACJE Po wypompowaniu powietrza nie można rozdzielić półkul, mimo użycia dużej siły. WNIOSKI Półkul nie można rozdzielić, gdyż dociska je powietrze. Doświadczenie potwierdza istnienie ciśnienia atmosferycznego.

90 Półkul nie można rozdzielić, gdyż dociska je powietrze. Doświadczenie potwierdza istnienie ciśnienia atmosferycznego. WNIOSKI

91 Cel doświadczenia Statek w butelce – doświadczenie pokazowe Potrzebne przyrządy i przedmioty: świeczka, zapałki butelka z szerokim otworem nakrętka np. od wody mineralnej talerz woda barwnik do wody

92 Wskutek ogrzania powietrza w butelce wzrasta jego ciśnienie, co powoduje ucieczkę powietrza z butelki. Gdy płomień świeczki zgaśnie, temperatura wewnątrz butelki zacznie szybko spadać i gwałtownie obniży się ciśnienie. Woda z talerzyka zostaje zassana do wnętrza butelki w celu wyrównania powstałej różnicy ciśnień wewnątrz i na zewnątrz butelki. WNIOSKI

93 Zamocuj świeczkę w nakrętce od butelki. Do talerza nalej ok. 0,5 l wody i umieść na środku stateczek ze świeczką. Zapal świeczkę i nakryj ją butelką o szerokim otworze np. po dużym kubusiu. Co obserwujesz. Wyjaśnij to zjawisko KOLEJNE CZYNNOŚCI:

94 Po nakryciu świeczki butelką obserwujemy zasysanie wody do butelki. Świeczka pływa wewnątrz butelki. OBSERWACJE

95 Andżelika, Sara, Ola, Paulina S. Paulina M. Błażej, Damian, Adrian, Mateusz, Maciej i Arek oraz nasz opiekun Pani Grażyna. Prezentację wykonali:

96 Francuz – Ornat G., Kulawik T., Nowotny – Różańska M., Fizyka i astronomia dla gimnazjum – moduł 1, Nowa Era, Warszawa, 2006 Zrozumieć świat podręcznik fizyki dla gimnazjum, część 1i 2, pod redakcją Sagnowskiej B., ZamKor, Kraków,

97 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