Давление твердых тел, жидкостей и газов (Лабораторная работа № 4), страница 2

8.  Демонстрация зависимости давления жидкости от высоты ее столба. Ф/ш №5, 1997, с.52.

9.  Нескроменко В.М. и др. Опыты по гидро- и аэростатике (совет). Ф/ш №4, 1981, с.82.

ОПИСАНИЕ ОПЫТОВ

ОПЫТ № 1

ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА НА ОПОРУ

ОТ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СИЛЫ И ПЛОЩАДИ ОПОРЫ

Оборудование: противень с песком; столик размером 100 х 100 мм с четырьмя ножками; гиря 5 кг.

До урока противень засыпают  влажным песком и хорошо выравнивают поверхность.

Сначала располагают на поверхности песка столик без дополнительной нагрузки и показывают учащимся, что на песке остаётся едва заметный след. Затем снова ставят столик на песок, и нагружают гирей в 5 кг. Благодаря увеличению силы давления поверхность песка деформируется, и ножки столика погружаются в песок. Поясняют, что сила давления распространяется на площади, равной учетверенной площади сечения ножки столика.


После этого перевёртывают столик крышкой вниз и вновь ставят на него гирю в 5 кг. Благодаря значительному увеличению площади опоры столик почти не вдавливается в песок.

                                                            Рис. 1

На основании проделанных опытов приходят к выводу: результат действия силы давления на опору зависит от величины силы и от площади поверхности, на которую эта сила действует.

Величину, численно равную силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно к этой поверхности, называют давлением.

Измеряют площадь ножки крышки столика и для двух рассмотренных выше положений столика рассчитывают величину производимого давления. Для простоты расчета весом столика пренебрегают и силу давления считают равной весу гири. 

ОПЫТ № 2

РАЗДУВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ШАРИКА ПОД КОЛОКОЛОМ НАСОСА

Оборудование:  насос Комовского, тарелка со стеклянным колоколом, футбольная камера или воздушный шарик.

Этот опыт служит иллюстрацией к объяснению механизма возникновения давления газа на стенки сосуда.

В футбольной камере оставляют небольшое количество воздуха, складывают вдвое её патрубок и плотно зажимают с помощью винтового зажима. Камеру кладут на тарелку воздушного насоса так, чтобы она не закрывала отверстие отводной трубки тарелки, и накрывают стеклянным колоколом.  Соединяют тарелку с насосом и выкачивают воздух. По мере разряжения воздуха камера постепенно  раздувается и принимает форму шара, как показано на рисунке пунктиром. Затем  под колокол медленно выпускают воздух и наблюдают обратное явление.

Опыт объясняют так. Молекулы воздуха в результате своего движения непрерывно бомбардируют стенки камеры из внутри и снаружи. Пока давление воздуха было с обеих сторон одинаково,  она не изменяла своей формы. При откачивании воздуха число молекул приходящихся на единицу объема в колоколе, уменьшается по сравнению с камерой, поэтому число ударов молекул об стенки камеры изнутри становится больше числа ударов снаружи и камера раздувается. Шарообразная форма камеры показывает, что воздух давит на стенки камеры по всем направлениям одинаково. Последний является следствием беспорядочного движения молекул.

После постепенного выпуска воздуха давление снаружи и внутри камеры становится опять одинаково, и она принимает первоначальный вид и объем.

ОПЫТ № 3

ПЕРЕДАЧА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЯМИ И ГАЗАМИ

Оборудование: шар Паскаля, кружка литровая с водой, противень, папиросы и спички.

Отвинчивают шар от цилиндра, наполняют его дымом и быстро ввинчивают шар. Сосредоточив внимание учащихся на подготовленном приборе, энергично сдвигают поршень. Отверстие в шаре располагаются в одной плоскости, поэтому прибор следует повернуть таким образом, чтобы струи вытекали в плоскости, параллельно классной доски. Струйки дыма выбиваются из отверстий шара по всем направлениям на одинаковое расстояние. Прибор можно располагать шаром вверх или вниз.