Давление твердых тел, жидкостей и газов (Лабораторная работа № 4), страница 3

Далее показывают аналогичный опыт с жидкостью. Вновь отвинчивают шар от цилиндра и выдвигают поршень со штоком до отказа. Затем в цилиндр заливают  воду и снова привинчивают шар. Расположив прибор над противнем, медленно выдвигают поршень. Показывают, что струи из отверстия шара разбрызгиваются примерно на одинаковое расстояние.

Это свидетельствует об одинаковой скорости истечения воды из всех отверстий, т.е. об одинаковом давлении во всех местах шара.

Опыт получается эффективнее, если струи осветить боковым светом. В этом случае они рельефно выделяются на черном фоне классной доски. Если опыт ставится одним, то достаточное освещение получается из окна, расположенного обычно сбоку демонстрационного стола.

ОПЫТ № 4

СИЛА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ НА ДНО СОСУДА

 Оборудование: стеклянный цилиндр с пришлифованным отпадающим дном, банка стеклянная, стакан с подкрашенной водой, экран настольный белый, противень.

Прибором в данной демонстрации служит стеклянный открытый с обеих сторон толстостенный цилиндр, к одной из кромок которого пришлифована круглая стеклянная пластинка с крючком в центре. К крючку привязана нить, которая  пропускается в цилиндр.

Для того чтобы пластинка не могла упасть на дно стеклянной банки, полезно к нити привязать за середину деревянный стерженёк и во время опыта располагать его поперек верхней кромке цилиндра. Затем опускают цилиндр с прижатым  дном в стеклянную банку с чистой водой. Обращают внимание учащихся, что теперь донышко поддерживается давлением жидкости, направленным снизу вверх, и не отпадает.

Для определения величины силы давления начинают подливать подкрашенную воду в цилиндр, как показано на рисунке.

По мере наполнения цилиндра водой увеличивается сила давления жидкости на дно цилиндра, направленная сверху вниз. Как только уровни воды в банке и цилиндре станут одинаковыми, донышко отпадет. Это наглядно показывает, что сила давления воды на дно снизу  равна весу столба  жидкости в цилиндре, дно же отпадет вследствие действия на него собственной силы тяжести.

За прибором во время опыта следует расположить белый экран или воспользоваться подсветкой сзади. Тогда отчётливее будут видны уровни жидкости, и легче заметить их почти полное совпадение в момент, когда отпадет донышко от цилиндра.

ОПЫТ № 5

СИЛА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ НА СТЕНКИ СОСУДА

Оборудование: цилиндр с отверстиями; кружка с водой; противень.

Цилиндр быстро наполняется водой и обращают внимание учащихся на то, что, чем ниже отверстие, тем с большей скоростью и дальше вытекает из него струя, т.е. тем больше давление воды у отверстия.

Для того чтобы струи вытекающей воды заметно не спадали, и на некоторое время сохранялась необходимая для наблюдения картина, нужно всё время подливать из кружки воду в цилиндр, поддерживая её уровень приблизительно постоянным.

Вытекающая из отверстия цилиндра струи воды хорошо заметны на чёрном фоне классной доски, поэтому в дополнительном экране установка не нуждается.

ОПЫТ № 6

ИЗМЕНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ  ЖИДКОСТИ НА РАЗНОЙ ГЛУБИНЕ

Оборудование: манометр открытый, прибор для демонстрации давления внутри жидкости, банка стеклянная.

Цель опыта состоит в том, чтобы показать наличие давления на площадку, находящуюся внутри жидкости, и доказать, что величина этого давления не зависит от положения площадки, а изменяется лишь от глубины её погружения.

Соединяют ниппель капсюля посредством резиновой трубки с открытым водяным  манометром. Показывают, что жидкость в обоих коленах манометра находится на одном уровне. Затем, нажимая чуть-чуть пальцем на внешнюю поверхность резиновой пленки, обращают внимание учащихся, как изменяются уровни жидкости в манометре. Капсюль при этом не  следует долго держать в руках, чтобы не нагреть воздух в нем и не изменить показание манометра на счет нагревания.