Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012. 0 00 Почему давление неодинаково на разной глубине? - презентация

1 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012

2 0 00 Почему давление неодинаково на разной глубине?

3 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Вследствие силы тяжести каждый последующий слой жидкости (и газа) испытывает давление всех вышележащих слоёв. Экспериментальное задание: С помощью данной установки построить график зависимости давления от глубины погружения. Имеется только масштабная линейка.

4 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/ Давление столба жидкости на дно и стенки сосуда пропорци- онально его высоте и плотности p = 9,8 Н/кг ρ h [ p] = Единица – паскаль (Па) 9,8 Н/кг – коэффициент; p – плотность жидкости; h – высота столба (м). p ρ h g Чем выше столб жидкости и больше её плотность, тем давление: а) меньше; б) больше. в) Давление не зависит от этих величин.

5 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/

6 к 1 2 Две стеклянные трубки соединены резиновой трубкой. Останется ли уровень жидкости тем же: А) если правую трубку наклонить? Б) если левую трубку поднять вверх? 1) Уровень не изменится; 2) уровень в другой трубке уменьшится. В. На рисунке изображена модель фонтана. Если открыть кран К, то струя воды: 1) немного поднимется; 2) поднимется до уровня воды в воронке; 3) немного опустится. Г. Какой из кофейников 1 или 2 имеет бо 1 льшую вместимость? 1) Кофейник 1; 2) кофейник 2. 3) Вместимость одинакова. Д. Справедливо ли правило сообщающихся сосудов в состоянии невесомости ? 1) Да, т.к. …; Ответы обоснуйте 2) нет, т.к. … в устной форме. Ответы: А1; Б1; В2; Г1; Д2.

7 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Вода Вода Керосин Вода Ртуть Одинаково ли давление жидкостей на дно сосудов? Сравните вес жидкостей и давление на дно Можно ли небольшим количеством жидкости создать очень большое давление в замкнутом объёме?

8 Одинаковое ли давление испытывают два водолаза на дне залива? 12 м 20 м ЗАДАЧА. Определите давление воды на тело водолаза при его погружении на глубину 20 м в мягком скафандре. Ответ: 200 к Па. Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012

9 Каково давление внутри жидкости: А. в условиях невесомости? Б. на Земле? 1) На разных уровнях давление одинаково; 2) на разных уровнях давление разное; 3) давление отсутствует. В. От какого условия давление жидкости на дно: а) не зависит? б) зависит? 1) От высоты столба; 4) от формы сосуда; 2) от массы жидкости; 5) от площади дна сосуда; 3) от объёма сосуда; 6) от плотности жидкости. Г. Как изменится давление на дно сосуда, если воду заменить ртутью с той же высотой столба? Д. В сосуд, частично заполненный водой, опускают деревянный брусок. Как изменится давление воды на дно сосуда? Е. Давление газа на стенки сосуда: а) если уменьшить объём; б) если увеличить температуру: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится. ОТВЕТЫ: А3; Б2; В а 2345; В б 16; Г1; Д1; Е а 11; Е б 21.

10 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/ Если из сосуда 2 перелить воду в сосуды 1 или 3? 2. Цилиндр 5 подвесить, не касаясь дна, внутри сосуда 4? 5 Выбери ответы: 1) уменьшится; 2) не изменится; 3) увеличится.

11 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Водолаз в жёстком скафандре может погружаться на глубину 250 м, а искусный ныряльщик – на 20 м. Определите давление воды в море на этих глубинах. 40 см 1. Определить силу, с которой керосин действует на пробку площадью 0,0016 м 2, если рас- стояние до уровня керосина составляет 40 см. Изменится ли сила давления, в другой жидкости? 2 В сосуд с водой погружён куб со стороной 10 см. Уровень воды над кубом 10 см. Оп- ределить давление на нижнюю и верхнюю грани. Показать стрелками направление сил, действующих на обе грани. 10 см 3. Где давление больше? 5 л 4 10 л

12 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/ Как в математике называется такая зависимость между х и y ? 2. Как изменится график, если плотность жидкости будет больше? 3. Обязательно ли график должен проходить через точку 0? Задача. Определить по графику глубину погружения тела в озеро, которая соответствует давле- нию воды 250, 500, 625 к Па. Каково давление воды на глубине 100 м?

13 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Чем различаются графики 1, 2, 3? Определить плотности жидкостей 1, 2, 3 по данным графиков (жидкости условны для простоты расчёта).

14 h–?h–? Ртуть Ртуть Керосин Вода Рассчитать высоту столбов ртути, керосина и воды при одинаковом давлении Па. Объясните гидростатический п а р а д о к с ( бочка Паскаля) h–?h–? h –?h –?h –?h –? Ответы: h 1 = 760 мм h 2 = 760 мм h 3 = 12 м h 4 = 10,3 м

15 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Информация к размышлению. Чтобы уплотнить воду вдвое, нужно оказать давление к Па. Сжать воду в стакане на 4% можно силой 300 кН. Задача. Рассчитать, какой глубине соответствует такое давление. Есть ли подобные глубины в Мировом океане? Какова глубина самой большой – Мариинской – впадины? Задача 2. Вычислить давление морской воды на дне этой впадины Ответы: 1) h ~ м; 2) p ~ к Па

16 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Сконструируй простейший аппарат для подводного плавания из домашних запасов. Даже при неглубоком нырянии давление на грудь много больше атмосферного. Человек не сможет дышать. Помочь может наполненная воздухом камера.

17 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Даже при неглубоком погружении давление на грудь будет много больше атмосферного. Человек не сможет дышать. Как может помочь наполненная воздухом резиновая камера?

18 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/ Акваланг (до 15–20 м) 2. Мягкий скафандр (до 40 м). 3. Лёгкий скафандр с запасом кислорода (до 90 м). 4. Подводная лодка (до 250 м). 5. Батисфера (рекорд 1360 м). 6. Батискаф (рекорд м). Мягкий скафандр со шлангом воздуховода Лёгкий скафандр с запасом кислорода Подводная лодка Батисфера (1360 м) Батискаф ( м) ?

19 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Вы знаете, что… А) давление в жидкостях и газах передаётся во все стороны без изменений; Б) давление на дно и стенки сосуда не зависит от его формы; В) давление жидкости на дно сосуда зависит от высоты столба, жидкости; Г) давление на стенки сосуда с ростом высоты столба жидкости увеличивается; Д) величина давления зависит от плотности жидкости. Какими из приведённых ниже примеров вы можете подтвердить эти особенности? 1. Если в стеклянную трубку с резиновым дном наливать воду, то с увели- чением высоты столба жидкости плёнка будет прогибаться больше. 2. Бумажный стаканчик из-под мороженного не разрывается, если налить воду, а если ртуть – рвётся. 3. В верхних частях высоких водонапорных башен трубы имеют более тонкие стенки, чем водопроводные трубы внизу. 4. Футбольная камера и мыльные пузыри принимают форму шаров. 5. Дно ведра и дно кувшина испытывают одинаковое давление, если вода в них налита до одного уровня. Ответы: А4; Б5; В1; Г3; Д2.

20 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 На рисунке изображена ф у т б о л ь н а я к а м е р а, соединённая с вертикальной трубкой, в которой находится вода. На камеру положена дощечка, а на неё – гиря массой 5 кг. Высота столба воды в трубке 1 м. Определить площадь соприкосновения дощечки с камерой. Ответ: 0,005 м 2 Р е ш е н и е Давление столба воды, равное дав- лению воздуха внутри камеры, мож- но рассчитать по формуле p = ρgh. р = 10 Н/кг 1000 кг/м 3 1 м 10 к Па. Давление дощечки на камеру состав- ляет p = F д / S. Отсюда S = F д / p, где F д = mg. F д = 5 кг 10 Н/кг 50 Н. S = 50 Н : Па 0,005 м 2 = 50 см 2.