Давление твердых тел, жидкостей и газов (Лабораторная работа № 4), страница 5

1. Сначала показывают опыт с двумя сообщающимися сосудами в виде стеклянной трубки и воронки соединенной между собой резиновой трубкой, и устанавливают, что однородная жидкость располагается на одном уровне.

Затем переходят к демонстрационному прибору, который представляет собой 4 – 5 стеклянных трубок различной формы и различного сечения, соединенных  между собой горизонтальной трубкой одного сечения.

Чтобы показать равновесие однородной жидкости в этих трубках, наливают в прибор через широкую трубку воду, слегка подкрашенную фуксином или каким – либо другим красителем. Воды берут столько, чтобы она поднялась немного выше половины высоты вертикальных трубок. За прибором ставят белый экран и обращают внимание учащихся на уровне жидкостей, которые во всех трубках располагаются на одной горизонтальной прямой.

Если наклонить прибор вправо или влево, уровни жидкостей в трубках несколько переместятся, однако останутся опять расположенными на одной горизонтальной прямой. Полезно показать, что сообщающимися сосудами можно воспользоваться для проверки горизонтальности линейки.

2. Далее показывают, как располагаются в сообщающихся сосудах жидкости различной плотности. Для этого применяют  U – образную стеклянную трубку диаметром 10-12 мм с расстоянием между ветвями 60-80 мм и высотой 300-400 мм. Трубку укрепляют с помощью лапки и пробочных прокладок на треноге универсального штатива.

Сначала наливают в трубку на высоту 150-200 мм подкрашенную воду. Затем в одну из ветвей наливают другую не смешивающуюся с водой жидкость, например бензин или керосин. Жидкости устанавливаются как показано на рис. С помощью линейки, расположенной горизонтально на уровне границы обеих жидкостей, отмечают границу столба воды, уравновешивающего столб др. жидкости. Измеряют высоты столбов обеих жидкостей и убеждаются, что отношение этих высот обратно пропорционально плотностям жидкостей. Это и является предметом демонстрации.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1.  Давление в 1 Па.

Для наглядного представления о давлении в 1 Па семиклассникам можно предложить вырезать из листа тетради квадрат площадью S = 1 см 2 и определить его массу m на чувствительных весах (она будет равна » 10 мг). Давление, которое квадрат оказывает на ладонь:  . Подставив в эту формулу исходные данные, получим

                                          ,

т.е. на ладонь будет оказывать давление примерно 1 Па.

2. Полезная игрушка.

          При изучении плавания тел для демонстраций может быть использована игрушка ''водолаз'', изображенная на рисунке. Следует только заменить  хлорвиниловую трубку резиновой (для велосипедных ниппелей).

          Если снять трубку и закрыть верхнее отверстие пластилином, предварительно набрав через нижнее отверстие нужное количество воды, то получится ''картезианский''  водолаз.

3. Настройка ''картезианского водолаза''.

При изучении вопросов гидростатики в 7 классе полезно показать опыты с ''картезианским водолазом'' и в беседе с учащимися разобрать сущность наблюдаемого явления.

Известно, однако, что настройка этого прибора путем подбора веса пробирки является делом кропотливым. Более удобно ''картезианский водолаз'' можно настроить путем изменения объема воздуха в пробирке (см. рис.). Пробирку опускают в сосуд с водой дном вверх. Затем в пробирку вводят стеклянный наконечник от пипетки, соединенной при помощи изогнутый трубки и резинового хомутика с резиновым колпачком. Отпуская предварительно сжатый колпачок, уменьшают количество воздуха в пробирке. Эту операцию можно повторить несколько раз.

''Картезианский водолаз'' будет настроен, когда пробирка почти полностью погрузится в воду.