لا تنقل السوائل والغازات في جميع الاتجاهات الضغط الخارجي فقط ، بل أيضًا الضغط الموجود بداخلها بسبب وزن أجزائها. الطبقات العلوية للضغط السائل في المنتصف ، وتلك الموجودة في الأسفل ، والأخيرة في الأسفل.
مرسلة من قبل القراء من مواقع الإنترنت
أساسيات الفيزياء ، دروس الفيزياء ، برنامج الفيزياء ، ملخصات الفيزياء ، كتب الفيزياء ، الفيزياء في المدرسة ، اختبارات الفيزياء ، برامج دراسة الفيزياء
محتوى الدرس ملخص الدرس دعم إطار الدرس أساليب عرض تسريع التقنيات التفاعلية تدرب المهام والتمارين ورش عمل الفحص الذاتي ، والتدريبات ، والحالات ، أسئلة أسئلة الواجبات المنزلية مناقشة الأسئلة البلاغية من الطلاب عمل فني الصوت ومقاطع الفيديو والوسائط المتعددة صور ، صور ، مخططات ، جداول ، مخططات ، فكاهة ، نكت ، نكت ، كاريكاتير أمثال ، أقوال ، كلمات متقاطعة ، اقتباسات الإضافات الملخصات مقالات رقائق لرقائق الغش الغريب الكتب المدرسية الأساسية والمصطلحات الإضافية للمصطلحات الأخرى تحسين الكتب والدروس تصحيح الأخطاء في الكتاب المدرسي تحديث جزء في كتاب من عناصر الابتكار في الدرس يحل محل المعرفة القديمة بالآخر للمعلمين فقط دروس مثالية الجدول الزمني السنوي التوصيات المنهجية لبرنامج المناقشة دروس متكاملةV.I. KRYUKOVA
,
المدرسة الثانوية مذكرة التفاهم رقم 7 ، بروكوبيفسك ، منطقة كيميروفو
الضغط الهيدروستاتيكي
درس في شرح المادة الجديدة. الصف السابع
غرض الدرس: النظر في طبيعة ضغط العمود السائل ؛ تطوير المهارات العملية في حل المشكلات ؛ لتطوير النشاط المعرفي للطلاب.
الدرس
I. التحقق من الواجبات المنزلية
محادثة أمامية. اذكر قانون باسكال. ما الفرق بين انتقال الضغط بالسوائل والغازات من انتقال الضغط عن طريق المواد الصلبة؟ أجب باستخدام معلومات حول الجزيئات. يلهون ، نحن نحب نفخ فقاعات الصابون ( مظاهرة) لماذا شكلوا مثل الكرة؟ لماذا يضر انفجار القذائف بالكائنات المجاورة؟ ما هي الطريقة البسيطة لإزالة الخدوش في غلاف كرة التنس؟ (الكرة بلاستيكية). لماذا يتم نفخ كيس ورقي فارغ مع تمزق الهواء مع تحطم إذا ضربته بيدك أو أي شيء صلب؟
II. شرح مادي جديد
حالة المشكلة. كيف تم استخراج اللؤلؤ من قبل؟ لماذا يموت الغواصين في كثير من الأحيان؟ ما هو شعورك عند الغوص في الماء؟ لماذا نحتاج إلى بدلة صلبة للغواصين الذين يعملون بعمق؟ يعيش السمك المفلطح في قاع البحر. لماذا جسدها مسطح؟
الخبرة 1. صب الماء في الأنبوب ، يتم شد الجزء السفلي منه بفيلم. ينحني القاع. لماذا؟
الضغط الناتج عن سائل عند الراحة يسمى الضغط الهيدروستاتيكي.
حدد عمود ارتفاع السائل ح ومنطقة القاعدة ق;
قوة ضغط الماء على القاعدة:
و = ص ق. (1)
و = ص - وزن السائل ،
و = ص = ملغ, م = خامسا,
خامسا = ق ح.
و = شغ. (2)
صيغ معادلة (1) و (2):
تحليل الصيغ. يعتمد ضغط السوائل على:
1) من السائل (كلما زادت كثافة السائل ، زاد الضغط) ؛
2) من ح (كلما زاد ارتفاع العمود السائل ، زاد الضغط).
هل يعتمد ضغط المائع على منطقة قاع الوعاء؟ وفقا للصيغة ، لا.
الخلاصة: لا يعتمد ضغط السوائل على الجزء السفلي من الوعاء وشكله.
على نفس الارتفاع ح الضغط هو نفسه: ص 1 = ص 2 = ص 3. الآن نثبت أن هناك ضغط داخل السائل.
الخبرة 2. تغطي لوحة (غطاء من علبة قهوة) الجزء السفلي من أسطوانة زجاجية مجوفة ، يتم إنزالها في وعاء بسائل ، ويتم تثبيتها تحته.
حالة المشكلة. إذا لم يكن هناك سائل ، تسقط اللوحة. لماذا؟ ( يجيب الطلاب أن هذا بسبب الجاذبية.)
إذا تم سكب السائل في الوعاء ، يتم الاحتفاظ باللوح تحت الأسطوانة حتى لا يكون هناك سائل داخل الأسطوانة ، ويسقط عندما تتزامن مستويات السائل داخل الأسطوانة وخارجها. ( الطلاب أحرار في الإجابة على أنه في الحالة الأخيرة ، يكون ضغط السائل فوق اللوحة مساوياً للضغط تحت اللوحة.)
(يمكنك مراقبة الضغط داخل السائل باستخدام مقياس ضغط متصل بصندوق محكم بغشاء مطاطي.)
الخبرة 3. اسكب الماء الملون في كيس بلاستيكي ، واغمسه في حوض مائي (برطمان) بحيث تتطابق مستويات السائل. إذا قمت بالنقر فوق جدار الحزمة في أي مكان ، يتم حفظ السن. لماذا؟ إذا كانت العبوة مغمورة أعمق ، يرتفع السائل الملون (الماء) في العبوة. لماذا؟
قم بعمل شق بعناية مع المقص (قطع زاوية الكيس) - لا تتدفق السوائل. نرفع العبوة لأعلى - يبدأ السائل من العبوة بالتدفق إلى الحوض. لماذا؟
الخلاصة: يوجد ضغط داخل السائل ، وهو على نفس المستوى في جميع النقاط ويزداد بعمق الغمر.
نجيب على الأسئلة الإشكالية التي تم الإعراب عنها في بداية الدرس.
هل من الممكن أن تخلق الكثير من الضغط بكمية صغيرة من الماء؟ وفقًا لرسم الكتاب المدرسي ، فإننا نعتبر تجربة باسكال.
ثالثًا. حل المشكلات
أدعو ثلاثة طلاب إلى المجلس واقترح حل المشكلات:
يتم سكب السوائل في أوعية من نفس الشكل والحجم يصل ارتفاعها إلى 40 سم: في الأول - الكيروسين ، في الثاني - الماء ، في الثالث - الزئبق. احسب الضغط في كل حالة.
بعد الحل ، يقيم الطلاب بوضوح ، ويقارنون النتائج ، أنه كلما زادت كثافة السائل ، زاد الضغط الذي يمارسه.
بالإضافة إلى ذلك ، إذا سمح الوقت ، فإننا نحل المشكلة:
تحديد الضغط وقوة الضغط من الكيروسين في قاع الخزان بمساحة 4.5 dm 2 ، مملوءة حتى ارتفاع 25 سم. ( الجواب. 1960 باسكال ؛ 88.2 ن.)
IV. واجب منزلي
S.V. Gromov, N.A. Rodina. الفيزياء - 7 § 37 ، سؤال رقم 87.
حساب ضغط العمود السائل. ص. يتناسب ضغط العمود السائل في قاع وجدران الوعاء مع ارتفاعه وكثافته. ح. ؟؟؟ ز. 1.p \u003d 9.8 نيوتن / كجم *؟ * ح. 2. 9.8 ن / كغ - معامل ؛ p هي كثافة السائل ؛ ح - ارتفاع العمود (بالمتر). 3. 4. وحدة القياس هي 1 باسكال. 5. 6. 7. [p] \u003d. 8. كلما زاد عمود السائل وزادت كثافته ، سيكون الضغط ... أ) أقل ، ب) أكثر ، د) لا يعتمد على هذه القيم.
شريحة 4 من عرض "ضغط المياه" لدروس الفيزياء حول موضوع "ضغط السوائل"الأبعاد: 960 × 720 بكسل ، التنسيق: jpg. لتنزيل شريحة للاستخدام في درس فيزياء مجانًا ، انقر بزر الماوس الأيمن على الصورة وانقر على "حفظ الصورة باسم ...". يمكنك تنزيل العرض التقديمي بأكمله "Water Pressure.ppt" في أرشيف مضغوط بحجم 661 كيلوبايت.
تحميل العرض التقديميضغط السوائل
"درس الضغط" - الإملاء المادي. 1 2 3. لماذا تزيد الكرة من حجمها؟ دراسة تأثير الضغط الجوي على حياة الناس. ز. أضف القيم المفقودة. ق 1. "ضغط المواد الصلبة والسوائل والغازات". مدرس الصف السابع Kuklina O.N. استعد للاختبار. مراحل الدرس. واو - أهداف الدرس: درس عام في الموضوع.
"ضغط المواد الصلبة" - القوة المطبقة بشكل عمودي على السطح تسمى قوة الضغط. س \u003d. القوة الضغط المواد الصلبة. الضغط 1. المنطقة. R. F. 1Pa.
"توصيل السفن واستخدامها" - تأمين السفن. في توصيل الأوعية ، يتم تثبيت سائل متجانس على نفس المستوى. التواصل السفن. P، S، F، h،؟، P، m، g. ما هي الصيغة لحساب ضغط السائل على قاع وجدران الوعاء؟ اكتب معادلة حساب ارتفاع العمود السائل. الاستنتاجات: في توصيل الأوعية من أي عرض ، يتم تثبيت سائل متجانس على نفس المستوى.
"ضغط الماء" - ب. يوضح الشكل نموذجًا للنافورة. التحدي. ص. الضغط في السوائل والغازات الثابتة. 9. 10. تنجذب جميع الأجسام إلى الأرض. أ. إذا قمت بإمالة الهاتف الأيمن؟ تحقق من نفسك! الإجابات: a3؛ ب 2 ؛ B12345 ؛ B216 ؛ ز 1 ؛ د 1 ؛ e11 ؛ هـ 21.
"الضغط في الطبيعة" - القوة التطبيقية F ، N. B. الطوب على الطاولة. قوة الضغط. احسب ضغط الجسم الصلب على الدعامة (اعمل في أزواج). عالم التكنولوجيا. في الأمازون هناك سمكة البيرانا - يبدو مثل السمك. الجزء 1 أ. لبنة تقع على الطاولة. F p \u003d --- S. حل المشكلات + التجربة. ضغط المواد الصلبة جمد قلب الرقبة الرمادية ... ".
الضغط الهيدروستاتيكي - ضغط عمود الماء فوق المستوى الشرطي.
بسبب الحركة الكاملة لجسيماتها ، فإن السوائل والغازات السائلة ، في حالة الراحة ، تنقل الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات ؛ يعمل هذا الضغط على كل جزء من الطائرة يحد السائل بقوة ص يتناسب مع حجم هذا السطح ، ويتم توجيهه بطول العادي إليه. الموقف Pw ، أي الضغط ص لسطح يساوي الوحدة يسمى الضغط الهيدروستاتيكي.
معادلة بسيطة P \u003d pw يمكن أن يعمل على حساب الضغط بدقة على سطح معين من الوعاء ، والغازات ، وإسقاط السوائل في ظل هذه الظروف بحيث يكون جزء من الضغط ، الذي يعتمد على الوزن الخاص بالسوائل ، ضئيلًا مقارنة بالضغط الذي ينتقل إليها من الخارج. وهذا يشمل جميع حالات ضغط الغاز وحسابات ضغط المياه في المكابس الهيدروليكية والمراكم.
الحساب
في كل سائل هناك ضغط بسبب وزنه p \u003d G / S \u003d m g / S (\\ displaystyle p \u003d G / S \u003d mg / S)؛ منذ ذلك الحين م \u003d ρ V (\\ displaystyle m \u003d \\ rho V) ثم p \u003d ρ g V / S (\\ displaystyle p \u003d \\ rho gV / S)تأخذ بعين الاعتبار ذلك V \u003d S h (\\ displaystyle V \u003d Sh) والحصول على الصيغة p \u003d ρ g h (\\ displaystyle p \u003d \\ rho gh)
تعتمد كثافة السائل ρ على درجة الحرارة. للحسابات الدقيقة للغاية ، يجب حساب الكثافة باستخدام صيغة خاصة. الضغط على عمق معين هو نفسه في جميع الاتجاهات. يسمى الضغط الكلي بسبب وزن العمود السائل وضغط المكبس الضغط الهيدروستاتيكي.
قصة ديسكفري
الوحدة
من الناحية العملية ، يتم قياس الضغط الهيدروستاتيكي بالكيلوجرام لكل متر مربع. انظر: غالبًا ما يتم التعبير عن ضغوط عالية في الأجواء ، مما يؤدي إلى ضغط يبلغ 76 سم في جو واحد الزئبق، عند درجة حرارة 0 درجة تحت خط العرض ، حيث تسارع الجاذبية \u003d 0.0635 كجم لكل 1 سم² \u003d 6.21 · 10 6 داين لكل 1 مربع. انظر 1 جو \u003d 1.0333 كجم لكل 1 سم² \u003d 1.0136 · 10 6 داين لكل 1 سم² لخط عرض باريس أو 1.0132 · 10 6 لخط العرض 45 درجة.
استنادًا إلى المفارقة الهيدروستاتيكية ، يمكن أيضًا قياس G. بارتفاع عمود من الزئبق أو الماء ، قادر على إنتاج نفس الضغط لكل وحدة سطح: على سبيل المثال ، ضغط 1 رطل. لكل متر مربع. DM. يساوي ضغط عمود من الماء بارتفاع 25 dm ، منذ fnl. ويبلغ وزنه 25 مترا مكعبا. DM. الماء.
مفارقة الهيدروستاتيكي
الحساب معقد قليلاً عندما تحتاج إلى معرفة الضغط الناتج عن الجزء غير الأفقي من جدار الوعاء بسبب شدة السائل المصبوب عليه. هنا ، سبب الضغط هو وزن الأعمدة السائلة التي تحتوي على كل جزيء صغير بلا حدود من السطح قيد النظر كقاعدة ، والمسافة الرأسية لكل جسيم من السطح الحر للسائل كارتفاع. ستكون هذه المسافات ثابتة فقط للأجزاء الأفقية للجدران وللأشرطة الأفقية الضيقة اللامحدودة المأخوذة على الجدران الجانبية ؛ يمكن تطبيق أحدها مباشرة على صيغة G. الضغط. بالنسبة للجدران الجانبية ، من الضروري تلخيص ، وفقًا لقواعد حساب التفاضل والتكامل المتكامل ، الضغط على جميع العناصر الأفقية لسطحها ؛ والنتيجة هي قاعدة عامة: ضغط السائل الثقيل على أي جدار مسطح يساوي وزن عمود هذا السائل ، الذي يحتوي على أساس مساحة هذا الجدار ، وارتفاع المسافة الرأسية لمركز الجاذبية من السطح الحر للسائل. لذلك ، فإن الضغط على قاع الوعاء سيعتمد فقط على حجم سطح ذلك القاع ، وعلى ارتفاع مستوى السائل المتدفق إليه وعلى كثافته ، ولكنه لن يعتمد على شكل الوعاء. يُعرف هذا الموقف باسم "مفارقة الهيدروستاتيكي" وقد شرحه باسكال.
في الواقع ، يبدو للوهلة الأولى غير صحيح ، لأنه في الأوعية ذات القاع المتساوي المملوء بنفس الارتفاع بنفس السائل ، سيكون وزنه مختلفًا جدًا إذا كانت الأشكال مختلفة. لكن الحساب والتجربة (التي تم إجراؤها لأول مرة من قبل باسكال) تظهر أنه في وعاء يتمدد إلى أعلى ، يتم دعم وزن السائل الزائد بواسطة الجدران الجانبية ويتم نقله إلى التوازن من خلالها ، دون التأثير على القاع ، وفي وعاء يتدلى ، الضغط على الجانب يعمل الجدار من الأسفل إلى الأعلى ويسهل التوازن تمامًا مثل وزن الكمية المفقودة من السائل.
قانون باسكال
الضغط الهيدروستاتيكي السوائل ذات الكثافة الثابتة في مجال الجاذبية المنتظم (= سائل غير قابل للضغط) يطيع قانون باسكال:
p (h) \u003d ρ g h (\\ displaystyle p (h) \u003d \\ rho \\، g \\، h) ρ (\\ displaystyle \\ rho) - الكثافة [للمياه: kg 1000 كجم / م 3] g (\\ displaystyle g) -تنقل السوائل والغازات الضغط المطبق عليهم في جميع الاتجاهات. جاء ذلك في قانون باسكال وخبرته العملية.
ولكن هناك أيضًا وزنه الخاص ، والذي يجب أن يؤثر أيضًا على الضغط الموجود في السوائل والغازات. وزن أجزائه أو طبقاته. الطبقات العلوية للضغط السائل في المنتصف ، الوسط في الأسفل ، والأخير في الأسفل. أي نحن يمكننا الحديث عن وجود ضغط لعمود سائل عند الراحة في الأسفل.
صيغة ضغط العمود السائل
تحتوي صيغة حساب ضغط عمود السائل ارتفاع h على الشكل التالي:
حيث ρ هي كثافة السائل ،
g هو تسارع الجاذبية ،
ح هو ارتفاع العمود السائل.
هذه هي الصيغة لما يسمى ضغط السائل الهيدروستاتيكي.
ضغط العمود السائل والغاز
الضغط الهيدروستاتيكي ، أي الضغط الذي يمارسه سائل عند الراحة ، في أي عمق ، لا يعتمد على شكل الوعاء الذي يوجد فيه السائل. نفس كمية الماء ، الموجودة في أوعية مختلفة ، ستمارس ضغطًا مختلفًا على القاع. بفضل هذا ، يمكنك إنشاء ضغط هائل حتى مع كمية صغيرة من الماء.
وقد أثبت باسكال ذلك بشكل مقنع للغاية في القرن السابع عشر. في برميل مغلق مملوء بالماء ، أدخل أنبوبًا ضيقًا طويلًا جدًا. صعد إلى الطابق الثاني ، سكب كوبًا واحدًا فقط من الماء في هذا الأنبوب. انفجر البرميل. نظرًا للسمك الصغير ، ارتفع الماء في الأنبوب إلى ارتفاع كبير جدًا ، وزاد الضغط إلى قيم لا يمكن للبرميل تحملها. وينطبق الشيء نفسه على الغازات. ومع ذلك ، عادة ما تكون كتلة الغازات أقل بكثير من كتلة السوائل ، لذلك لا يمكن في الغالب مراعاة الضغط في الغازات بسبب وزنها في الممارسة. ولكن في بعض الحالات علينا أن نحسب ذلك. على سبيل المثال الضغط الجوي، الذي يضغط على جميع الأجسام على الأرض ، له أهمية كبيرة في بعض عمليات الإنتاج.
بفضل الضغط الهيدروستاتيكي للماء ، يمكن للسفن أن تبحر ولا تغرق ، والتي لا تزن الآلاف في كثير من الأحيان ، بل آلاف الكيلوغرامات ، حيث يضغط عليها الماء ، كما لو أنها تدفعها للخارج. ولكن على وجه التحديد بسبب الضغط الهيدروستاتيكي نفسه في أعماق كبيرة ، فإن أذنينا تمددان ، ومن المستحيل النزول إلى عمق كبير جدًا بدون أجهزة خاصة - بدلة غوص أو منشفة استحمام. تكيف فقط عدد قليل من السكان البحريين والمحيطين للعيش في ظروف ضغط قوي على أعماق كبيرة ، ولكن لنفس السبب لا يمكن أن يتواجدوا في الطبقات العليا من الماء ويمكن أن يموتوا إذا وصلوا إلى عمق ضحل.
