Как сделать шар паскаля из бутылки

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 18.09.2024

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

«О сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух

И опыт, сын ошибок трудных,

Мы не зря взяли эпитетом строчки великого русского поэта А.С. Пушкина, ведь изучение большинства наук невозможно без постановки опытов.

Мы решили использовать пластиковые бутылки, так как они являются доступным средством и кроме этого, безопасны в использовании. Предложенные установки являются универсальными, одна установка может быть использована для показа нескольких опытов.

В нашей работе представлены опыты для использования на уроках физики в 7 классе. Разработанные опыты можно показывать как на уроке при изучении явлений, так и в качестве домашних заданий учащимся.

Задачи:

составить систему доступных и простых опытов с использованием пластиковой бутылки;

провести опыты, демонстрирующие атмосферное давление;

сделать приборы, отсутствующие в лаборатории;

дать рекомендации по постановке опытов.

Практическая значимость работы

Значимость данной работы состоит в том, что в последнее время, когда материально-техническая база в школах значительно ослабла, опыты с применением пластиковых бутылок помогают формировать некоторые понятия при изучении физики.

Теоретическая часть

Вокруг нашего земного шара находится атмосфера. Атмосфера – это смесь различных газов, в основном азота и кислорода. Атмосфера давит на поверхность Земли. Но влияние давления атмосферы нельзя увидеть глазами. Мы его можем только почувствовать при изменении состояния нашего здоровья. А как не просто человеку понять и изучить то, что нельзя увидеть.

В отличие от твердых тел отдельные слои и мелкие частицы жидкости и газа могут свободно перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Подвижность частиц газа и жидкости объясняется, что давление, производимое на них, передается не только в направлении действия силы, а в каждую точку жидкости и газа.

Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку объёма жидкости или газа. Это утверждение называют законом Паскаля. Закон Паскаля справедлив для жидкостей и газов.

За единицу давления в СИ принято давление, которое производит сила 1Н на перпендикулярную к ней поверхность площадью 1м 2 . Эта единица называется паскалем ( Па ).

Наименование единице давления дано в честь французского учёного Блёза Паскаля.

В физики Паскаль занимался изучение барометрического давления и вопросами гидростатики.

Давление существует и в жидкости. Давление внутри жидкости зависит от её плотности, от высоты столба жидкости. На одном и том же уровне давление одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Практическая часть

ОПЫТ 1. Закон Паскаля

Цель: продемонстрировать закон Паскаля.

Оборудование: пластиковая бутылка, шило

Схема установки

Готовое изделие

Ход проведения опыта:

Возьмите пластиковую бутылку емкостью 1,5-2 л.

Сделайте отверстия шилом от дна сосуда на расстоянии 10-15 см в разных местах.

Бутылку заполните водой.

Надавите руками на верхнюю часть бутылки.

Результат: наблюдаем вытекание воды из отверстий в виде одинаковых струек.

Анализ: сила действует на поверхность воды, находящиеся в бутылке. Это давление передается нижним слоям воды, которое распределяется в каждую точку жидкости.

ОПЫТ 2. Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости

Цель: показать зависимость давления от высоты столба жидкости.

Оборудование: пластиковая бутылка с проделанными в ней отверстиями на разной высоте, кювета, скотч.

Схема установки

трубочки от гелиевой ручки

Готовое изделие

Ход проведения опыта:

В пластиковой бутылке на различной высоте делаем несколько отверстий (d≈ 5 мм).

В отверстия помещаем трубочки от гелиевой ручки.

Бутылку заполняем водой (отверстия предварительно закрываем скотчем).

Наблюдаем за струйками воды.

Результат: вода из отверстия, расположенного ниже вытекает дальше.

Анализ: давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости (чем больше высота, тем больше давление жидкости p=gh).

ОПЫТ 3. Модель фонтана

Цель: показать простейшую модель фонтана.

Оборудование: пластиковая бутылка, стержень от гелиевой ручки, кювета.

стержень от гелиевой ручки Г-образной формы

Готовое изделие

Ход проведения опыта:

Подержим над огнем стержень и загнем его буквой Г.

В бутылке, ближе к основанию, сделаем отверстие под стержень.

Вставим и закрепим стержень так, как показано на рисунке.

Нальем в бутылку воды и поставим ее в кювету.

Пронаблюдаем за струей воды.

Результат: наблюдаем образование фонтана воды.

Анализ: на воду в стержне действует давление столба жидкости, находящегося в бутылке. Чем больше воды в бутылке, тем больше будет фонтан, так как давление зависит от высоты столба жидкости.

ОПЫТ 4. Сообщающиеся сосуды

Цель: показать расположение поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах на одном уровне.

Оборудование: нижние части от пластиковых бутылок разных сечений, резиновые трубки.

Схема установки

две или три пластиковые бутылки

Готовое изделие

Ход проведения опыта:

Отрежем нижние части пластиковых бутылок, высотой 15-20 см.

Соединим части между собой резиновыми трубками.

Нальем в один из получившихся сосудов воду.

Пронаблюдаем за поведением поверхности воды в сосудах.

Результат: уровни воды в сосудах оказались на одном уровне.

Анализ: в сообщающихся сосудах любой формы поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне (при условии, что давление воздуха над жидкостью одинаково).

ОПЫТ 5. Картезианский водолаз

Цель: демонстрация плавания тел.

Оборудование: пластиковая бутылка, пузырек (из-под лекарства), надувной резиновый шарик или перчатка.

Схема установки

пузырек из-под лекарства

резиновый шарик или медицинская перчатка

Готовое изделие

Ход выполнения опыта:

Бутылку наполните водой почти до горлышка. Опустите в нее пузырек отверстием вниз и, наклонив его, впустите немного воды.

Количество воды в пузырьке надо отрегулировать так, чтобы он держался почти у поверхности, но от малейшего толчка уходил под воду (удобно воспользоваться соломинкой, вдувая под водой воздух в пузырек).

Затем накройте горлышко бутылки резиновой пленкой от шарика и привяжите ее ниткой. Нажмите на нее - и "водолаз" пойдет ко дну, отпустите - и "водолаз" всплывет.

Результат: наблюдение плавание пузырька

Анализ: если сила тяжести больше архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, тонуть. Если сила тяжести равна архимедовой силы, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости, т.е. тело плавает. Если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости, всплывает, т.е. тело плавает.

ОПЫТ 6. Автоматическая поилка для живого уголка

Цель: доказать существование атмосферного давления.

Оборудование: пластиковая бутылка, две дощечки, два-три крепления из резинки или проволоки, тарелка.

Схема установки

Готовое изделие

Ход выполнения работы:

Из двух дощечек сделайте стойку. Вертикальная дощечка будет стойкой для бутылки с водой, нижняя – горизонтальная – подставкой для тарелки.

Сделайте из проволоки – или жести – крепления для бутылки, с таким расчетом, чтобы опрокинутая бутылка не касалась горлышком дня поилки.

Налейте в поилку воды, а в бутылку, тоже наполненную водой, опустите горлышком вниз, предварительно зажав горлышко рукой.

Установка готова. Её можно поставить в клетку с птицами или мелкими животными в живой уголок.

Результат: наружное атмосферное давление удержит воду в бутылке.

Анализ: По мере уменьшения воды в тарелке она будет автоматически наполняться водой из бутылки.

ОПЫТ 7. Давление в жидкости и газе.

Цель: доказать существование давления внутри жидкости.

Оборудование: пластиковая бутылка, перчатка

Схема установки

пластиковая бутылка цилиндрической формы

С погружением сосуда в воду давление увеличивается на пленку

Готовое изделие

На одном и том же уровне давление одинаково

Ход выполнения опыта:

Возьмите пластиковую бутылку, отрежьте дно и верхнюю часть. У вас получится цилиндр.

К нижней часть привяжите перчатку.

Опустите изготовленный прибор в сосуд с водой.

Наблюдайте физическое явление.

Результат: внутри жидкости существует давление.

Анализ: На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Вывод

В результате работы мы:

провёли опыты, доказывающие существование атмосферного давления;

спроектировали и изготовили автоматическую поилку для птиц и домашних животных.

создали самодельные приборы, демонстрирующие зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости, закона Паскаля.

Нам понравилось изучать давление, делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:

- мы будем продолжать изучение этой интересной науки

- мы надеемся, что наши одноклассники заинтересуются этой проблемой, а постараемся помочь им.

- в дальнейшем мы будем проводить новые эксперименты.

Заключение

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне.

А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

Проводить данные опыты не сложно и интересно. Они безопасны, просты и полезны. Новые исследования впереди!

Наш конечный результат

Литература

Вечера по физике в средней школе/ Сост. Э.М. Браверман. М.: Просвещение, 1969.

Внеурочная работа по физике/ Под ред. О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 1983.

Гальперштейн Л. Занимательная физика. М.: РОСМЭН, 2000.

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. М.: Просвещение, 1985.

Горячкин Е.Н. Методика и техника физического эксперимента. М.: Просвещение. 1984 г.

Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия и К, 1999.

Макеева Г.П., Цедрик М.С. Физические парадоксы и занимательные вопросы. Минск: Народная асвета, 1981.

Никитин Ю.З. Потехе час. М.: Молодая гвардия, 1980.

Опыты в домашней лаборатории // Квант. 1980. №4.

Перельман Я.И. Занимательная механика. Знаете ли вы физику? М.: ВАП, 1994.

Перышкин А.В., Родина Н.А. Учебник физики для 7 класса. М.: Просвещение. 2012 г

Цель: показать закон Паскаля, зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости.

Оборудование: широкая пластиковая бутылка, подкрашенная вода, шило, кювета, термоклеящий пистолет.

Ход проведения опыта:

Приготовить пластиковую бутылку емкостью 1,5-2 л.
Сделать диаметрально противоположные отверстия шилом от дна сосуда на разной высоте 5, 10 и 15 см.
Бутылку наполнить подкрашенной водой.
Наблюдать явление

- с одновременно открытыми нижними отверстиями,

- одновременно открытыми всеми отверстиями.

Результат: В первом случае наблюдается вытекание воды из отверстий в виде одинаковых струек. Во втором случае вода тоже струится с одинаковой силой, но из нижних отверстий она вытекает с наибольшей силой, из верхних – с наименьшей.

Анализ:Давление жидкости, по закону Паскаля, на одном и том же уровне одинаковое, но с глубиной оно увеличивается!

Давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости p= gh: чем больше высота, тем больше давление жидкости!

Победитель конкурса

Участник: Котякина Анна Владиславовна
Руководитель: Федорова Светлана Ивановна

Опыт 1. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7, (Задание после § 40 на стр.118 )

Цель опыта: выяснить, почему вода вытекает из отверстий и проверить гипотезу, что давление жидкости увеличивается с глубиной.

Оборудование: пластиковая бутылка, скотч, вода.

Ход эксперимента: Возьмем пластиковую бутылку. Проколем шилом или толстой нагретой иголкой три отверстия на разной высоте. Заклеим их скотчем. Нальем в бутылку воды и уберем скотч. Вода начнет вытекать из отверстий. Но что мы заметим? Чем ниже расположено отверстие, тем сильнее бьет из нее вода. По мере понижения воды в бутылке дальность вытекания воды уменьшается.

Объяснение эксперимента: Почему же так происходит? На жидкости, как и на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. Поэтому каждый слой жидкости, налитый в сосуд, имеет свой вес. Верхние слои воды давят своим весом на расположенные ниже слои. А ниже лежащие передают давление во все стороны, в том числе и на стенки бутылки. Под действием этого давления вода выливается из бутылки с разным напором струи: чем ниже слой, тем давление жидкости будет больше.

Вывод: Опыт показывает, что внутри жидкости существует давление и на одном уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Применение рассматриваемого явления на практике: На глубинах более 1,5 м разность между давлением воды, сжимающим грудную клетку, и давлением воздуха внутри нее возрастает настолько, что у человека уже не хватает сил увеличивать объем грудной клетки при вдохе и наполнять свежим воздухом легкие. Поэтому при погружении более чем на 1,5 м можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на этой глубине. Человек при специальной тренировке может без особых предохранительных средств погружаться на глубины до 80 м, давление воды на таких глубинах около 800 кПа. На больших глубинах, если не принять специальных мер защиты, грудная клетка человека может не выдержать давления воды. На глубину до 90 м водолазы могут опускаться под воду, беря с собой запас сжатого воздуха, накачанного в прочные стальные баллоны. Такое снаряжение называют аквалангом. Аквалангом пользуются и спортсмены-пловцы.

На какую глубину может погрузиться человек?

искатели жемчуга – 30 м.
рекордное погружение человека без специального оснащения – 124 м. Новозеландский фридайвер Уильям Трабридж установил свой 16 мировой рекорд. Близ Багамских Островов он погрузился на глубину в 124 метра.
погружение с аквалангом – 143 м. Опытный египетский инструктор по дайвингу и профессиональный технический дайвер Ахмед Габр установил новый мировой рекорд по наибольшей глубине погружения. 18 сентября 2014 г. ему удалось достичь отметки 332,4 метров ниже поверхности воды Красного моря неподалеку от города Дахаб. Чтобы побить предыдущий рекорд, Ахмед должен был опуститься по крайней мере на 330 метров (1083 футов) – именно таким был мировой рекорд француза Паскаля Бернабе, установленный 5 июня 2005 года в Порто-Веккьо. В конце концов, Ахмед Габр благополучно удалось достичь отметки – 332,4 метров (–1 090,5 футов).
в мягком скафандре – 180 м
в жестком скафандре – 250 м
в батискафе – 10 919 м.

Интересные факты

Давление воды в глубинах океана огромно. Если пустую закупоренную бутылку опустить на значительную глубину, затем извлечь вновь, то обнаружится, что давление воды вогнало пробку внутрь бутылки, и она вся будет полна воды.

Опыт 2. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7, (Упр. 16, задание №4 на стр. 111).

Цель опыта: экспериментально доказать справедливость закона Паскаля.

Оборудование: целлофановый пакет, вода, игла.

Ход эксперимента: Возьмем целлофановый пакет, проделаем несколько отверстий. Нальем воды и немного надавим. Напор вытекающих струй увеличится. Причем вода будет вытекать из всех отверстий сразу.

Объяснение эксперимента: Почему же так происходит? Все дело в строении вещества. В отличие от твердых тел отдельные молекулы жидкости могут перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Частицы воды, находящиеся в пакете, уплотняясь при надавливании, передают давление другим слоям жидкости, заполняющей пакет. Таким образом, давление передается в каждую точку жидкости согласно закону Паскаля, который гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменения во всех направлениях.

Применение рассматриваемого явления в жизни и быту: закон Паскаля лежит в основе работы таких устройств как гидравлические прессы, гидравлические подъемники, опрыскиватели, в пневматической системе водоснабжения, водометов, а также в гидравлических тормозах автомашин. При выдавливании краски для волос при окрашивании в парикмахерских используют специальные устройства для того, чтобы выжать краску из тюбика. При надавливании рукой на тюбик краска по закону Паскаля будет передавать давление в разных направлениях, и, если не применять это устройство, то краску полностью не получиться выдавить.

1. гидравлический домкрат

2. Использование действия закона Паскаля для полива огорода

4. Приспособление для выдавливания зубной пасты

Опыт 3. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7 (Задание №2 на стр. 125)

Цель опыта: выяснить, почему вода вытекает из отверстий только в том случае, когда крышка в бутылке открыта. В случае, когда бутылка закрыта, вода не вытекает.

Оборудование: пластиковая бутылка, вода

Ход эксперимента: Нальем воду в пластиковую бутылку. Закроем бутылку крышкой. Шилом проткнем отверстие. Что мы видим? Вода не вытекает из бутылки. Когда мы откроем крышку, вода свободно начнет выливаться из бутылки. Можно сделать вывод: вода вытекает из отверстий только в том случае, когда крышка в бутылке открыта. В случае, когда бутылка закрыта, вода не вытекать не будет.

Объяснение опыта: Это происходит потому, что на нее действует только внутреннее давление в бутылке, а оно мало по сравнению с давлением атмосферы снаружи, т.е. мало для того, чтобы вытеснить воду из бутылки. Но как только мы откроем крышку, вода начнет выливаться, так как на воду еще начнет действовать атмосферное давление, а оно уже способно вытолкнуть воду из отверстия. Такое же явление можно наблюдать при работе ливера. Принцип действия, так же как и в предыдущем опыте, основан на действии атмосферного давления. Ливер опускают в воду или любую другую жидкость, Закрывают верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Вода не вытекает из ливера. Открываем верхнее отверстие ливера и жидкость выльется. Это происходит потому, что когда мы закрываем пальцем верхнее отверстие, то на столб жидкости, который находится в ливере, действует только внутренне давление, а оно мало, и не способно вытолкнуть жидкость. Открываем верхнее отверстие ливера и жидкость выливает. Это происходит потому, что атмосферное давление сверху на жидкость и давление жидкости, вместе взятые, больше атмосферного давления снизу на жидкость.

Применение рассматриваемого явления на практике и в быту: Данное явление используется в жизни. Зная объяснение данного явления можно изготовить простейшего румойник из пластиковой бутылки. Такой рукомойник можно использовать в походных условиях или на даче. Также это явление лежит в основе работы ливера, который используют для проведения анализов различных жидкостей, в том числе и анализе качества молока.

Как из пластмассовой бутылочки с завинчивающейся пробкой изготовить прибор для демонстрации закона Паскаля?

Как из пластмассовой бутылочки с завинчивающейся пробкой изготовить прибор для демонстрации закона Паскаля.

В верхней части пробки и бутылки сделать шилом множество отверстий по всем направлениям верхней части бутылки и пробки

Заполнить бутылку дымом и нажать.

Давление производимое на газ в бутылке будет передаваться по всем направлениям без изменения.

Можно это же самое продемонстрировать и с жидкостью.

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой?

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой.

Попытайтесь сжать в ней воду.

Затем вылейте воду, снова закройте бутылочку.

Теперь попробуйте сжать воздух.

Объясните результаты опыта.

Почему колебания стрелки компаса быстрее прекращаются, если корпус прибора латунный или алюминиевый, и медленнее — если он пластмассовый?

Почему колебания стрелки компаса быстрее прекращаются, если корпус прибора латунный или алюминиевый, и медленнее — если он пластмассовый?

Паскаль каков закон паскаль?

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой?

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой.

Попытайтесь сжать в ней воду.

Затем вылейте воду, снова закройте бутылочку.

Теперь попробуйте сжать воздух.

Обьясните результаты опыта!

Из пластмассовой бутылочки с завинчивавшейся пробкой изготовления прибор для демонстрации закона Паскаля (придумайте сами, как это сделать, опробуйте прибор)?

Из пластмассовой бутылочки с завинчивавшейся пробкой изготовления прибор для демонстрации закона Паскаля (придумайте сами, как это сделать, опробуйте прибор).

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой?

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой.

Попытайтесь сжать в ней воду.

Затем вылейте воду, снова закройте бутылочку.

Теперь попробуйте сжать воздух.

Объясните результаты опыта.

Как из пластиковой бутылки сделать демонстрацию закона Паскаля?

Как из пластиковой бутылки сделать демонстрацию закона Паскаля.

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой?

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой.

Попытайтесь сжать в ней воду.

Затем вылейте воду, снова закройте бутылочку.

Теперь попробуйте сжать воздух.

Объясните результаты опыта.

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой?

Налейте в пластмассовую бутылочку воды и закройте крышкой.

Попытайтесь сжать в ней воду.

Затем вылейте воду, снова закройте бутылочку.

Теперь попробуйте сжать воздух.

Обьясните результаты опыта.

200 : 0, 5 = 400 (с) Ответ : 400 секунд.

Увеличить силу тока Увеличить железный сердечник Увеличить число витков проволоки на каиушке.

Дано : R = 3 Омt = 3 мин = 180 сq = 540 КлНайти Q = ? Решение : I = q / t = 540 / 180 = 3 AQ = I² * R * tQ = 3² * 3 * 180 = 4860 Дж.

Кипение воды происходит при 100 градусах. Q = cm(t2 — t1) C = 4200 — табличная величина. Q = 4200 * 10 * (100 — 20) = 42000 * 80 = 3360000 Дж.

P = 50000 Па ρ = 1000 кг / м3 h = ? = = = p = ρ * g * h h = p / (ρ * g) = 50000 / (1000 * 10) = 5 м = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

Е = γ(u)·mc² γ(u) = 1 / √(1 — u² / c²) = 1 / √(1 — 0. 81) ≈ 2. 3 E = 2. 3 · 9. 1·10 ^ ( — 31) · 9·10 ^ 16 ≈ 188. 3 · 10 ^ ( — 15) Дж (полная энергия) Е = (γ(u) — 1) · mc² + mc² (думаю, преобразование понятно) Здесь mc² — энергия покоя, а (γ(u) -..

Читайте также: