Придумайте опыт позволяющий проиллюстрировать закон паскаля и выполните его кратко

Обновлено: 05.07.2024

По указанию Паскаля, крепкую дубовую бочку до краев наполнили водойи наглухозакрыли крышкой. В небольшое отверстие в крышке заделали конец вертикальной стеклянной трубки такой длины, что конец ее оказался на уровне второго этажа.

Выйдя на балкон, Паскаль принялся наполнять трубку водой. Не успел он вылить и десятка стаканов, как вдруг, к изумлению обступивших бочку зевак, бочка с треском лопнула. Ее разорвала непонятная сила. Паскаль убеждается: да, сила, разорвавшая бочку, вовсе не зависит от количества воды в трубке. Все дело в высоте, до которой трубка была заполнена.

Далее проявляется удивительное свойство воды - передавать давление, создаваемое на ее поверхности (в бочке) по всему объему, каждой точке стенки или дна бочки.

Проведем опыт. В полиэтиленовый пакет наберем воды и завяжем. Если на него надавить рукой, то он прорвется, и вода вытечет. Однако заметим: пакет прорывается не обязательно в том месте, где на него давят. Следовательно, давление, оказываемое на одну часть пакета, распространяется в другие части.

Этим простым опытом мы проиллюстрировали закон Паскаля. Он звучит так: давление, производимое на жидкость или газ, распространяется без изменения во все части жидкости или газа.

Возьмем стеклянную трубку и легкий диск на нити (рис. "а"). Натянув нить, мы получим сосуд с отпадающим дном (рис. "б"). Погрузим этот сосуд в широкий стакан с водой. Удивительно, но теперь дно не отпадет, даже если нить не натягивать (рис. "в"). Так происходит потому, что верхние слои воды в стакане создают давление на нижележащие слои, в том числе и на слой воды под диском. Согласно закону Паскаля, давление передается через этот слой и действует на диск снизу вверх. Сила этого давления и поддерживает диск, прижимает его к краям стеклянной трубки.

Продолжим опыт. Нальем в трубку столько подкрашенной воды, чтобы ее уровень оказался ниже, чем у воды в стакане (рис. "г"). Мы увидим, что диск не отпадает. Так происходит потому, что давление на диск снизу больше, чем сверху. Увеличим высоту слоя подкрашенной воды. Диск отпадет (рис. "д"). Значит, давление на диск сверху, созданное подкрашенной водой, превысило давление снизу, созданное водой в стакане.

Закон Паскаля имеет интересное следствие: вне зависимости от формы и размеров сосуда давление внутри жидкости на одной и той же глубине одинаково . Докажем это утверждение.

Пусть рассматриваемым "сосудом" будет морская бухта с подводной пещерой. Взгляните на рисунок. Казалось бы, что давление воды в пещере меньше, чем давление в открытом море. Однако, если бы это было так, то под действием большего из давлений вода из моря устремилась бы в пещеру, и уровень воды в море стал бы понижаться. Невероятно, да? Следовательно, поскольку вода у входа в пещеру (и в море тоже) остается в покое, значит давление воды в пещере равно давлению воды в открытом море

Рассмотрим следующий эксперимент. В сосуде, закрытом пробкой, находится вода. В пробку вставлены три одинаковые по диаметру трубки, нижние отверстия которых находятся в воде на одинаковой глубине, ннаправлены в разные стороны (вниз, вбок и вверх), а также не достающая до воды трубка, к которой подсоединен резиновый баллон от пульверизатора. Закачивая с его помощью воздух в сосуд, мы увеличиваем давление, оказываемое воздухом на поверхность воды в сосуде. Замечаем, что при этом во всех трех трубках вода поднимается до одной и той же высоты. Следовательно, неподвижная жидкость, находящаяся в замкнутом сосуде, передает производимое на нее внешнее давление по всем направлениям одинаково (т.е. без изменения).
Наблюдения показывают, что так же передают внешнее давление и газы, находящиеся в закрытом сосуде.

Участник:Колесников Максим Игоревич
Руководитель:Щербинина Галина Геннадиевна

Введение

Объектом моего исследования является закон Паскаля.

Цель работы: опытное подтверждение закона Паскаля.

Гипотеза: знание закона Паскаля может пригодиться для конструирования строительной техники.

Практическая значимость работы: В моей работе представлены опыты для демонстрации на уроках физики в 7 классе средней общеобразовательной школы. Разработанные опыты можно демонстрировать как на уроке при изучении явлений (надеюсь, что это поможет сформировать некоторые понятия при изучении физики), так и в качестве домашних заданий учащимся.

Предложенные установки являются универсальными, одна установка может быть использована для показа нескольких опытов.

Глава 1.Все наше достоинство – в способности мыслить 1

Блез Паска́ль(1623-1662 г.г.)– французский математик, механик, физик, литератор и философ. Классик французской литературы, один из основателей математического анализа, теории вероятностей и проективной геометрии, создатель первых образцов счётной техники, автор основного закона гидростатики. В историю физики Паскаль вошел, установив основной закон гидростатики, и подтвердил предположение Торичелли о существовании атмосферного давления. В честь Паскаля называется единица измерения давления системы СИ. Закон Паскаля гласит: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Даже известный закон Архимеда – это частный случай закона Паскаля.

Объяснить закон Паскаля можно с помощью свойств жидкостей и газов, а именно: молекулы жидкости и газа, ударяясь о стенки сосуда, создают давление. Давление увеличивается (уменьшается) при увеличении (уменьшении) концентрации молекул.

Широко распространена задача, с помощью которой можно понять действие закона Паскаля: при выстреле из винтовки в вареном яйце образуется отверстие, так как давление в этом яйце передаётся лишь по направлению ее движения. Сырое яйцо разбивается вдребезги, так как давление пули в жидкости, согласно закону Паскаля, передается одинаково по всем направлениям.

Кстати, известно, что сам Паскаль, используя открытый им закон, в ходе проведенных экспериментов изобрел шприц и гидравлический пресс.

Практическая значимость закона Паскаля

На законе Паскаля основана работа многих механизмов, по-другому, такие свойства газа, как сжимаемость и способность передавать давление во все стороны одинаково, нашли широкое применение в конструкции различных технических устройств.

Так, сжатый воздух используется в подводной лодке для ее подъема с глубины. При погружении специальные цистерны внутри подводной лодки заполняются водой. Масса лодки увеличивается, и она погружается. Для подъема лодки в эти цистерны закачивается сжатый воздух, который вытесняет воду. Масса лодки уменьшается, и она всплывает.

Рис.1. ПЛ в надводном положении: цистерны главного балласта (ЦГБ) не заполнены

Рис.2 .ПЛ в подводном положении: произошло заполнение водой ЦГБ

Устройства, в которых применяется сжатый воздух, называются пневматическими. К ним относится, например, отбойный молоток, которым вскрывают асфальт, рыхлят мерзлый грунт, дробят горные породы. Под действием сжатого воздуха пика отбойного молотка делает 1000—1500 ударов в минуту большой разрушительной силы.

На производстве для ковки и обработки металлов используется пневматический молот и пневматический пресс.

В грузовых автомобилях и на железнодорожном транспорте используется пневматический тормоз. В вагонах метро с помощью сжатого воздуха открываются и закрываются двери. Использование воздушных систем на транспорте связано с тем, что даже в случае утечки воздуха из системы он будет восполняться за счет работы компрессора и система будет исправно работать.
На законе Паскаля основана и работа экскаватора, где применяются гидравлические цилиндры для приведения в движение его стрел и ковша.

Глава 2. Душа науки – это практическое применение её открытий 2

Опыт 1 (видео, метод моделирования принципа действия данного прибора на презентации)

Действие закона Паскаля можно проследить на работе лабораторного гидравлического пресса, состоящего из двух соединенных между собой левого и правого цилиндров, равномерно наполненных жидкостью (водой). Черным цветом выделены пробки (грузы), указывающие на уровень жидкости в этих цилиндрах.

Рис. 3 Схема гидравлического пресса

Рис. 4. Применение гидравлического пресса

Что здесь произошло? Мы надавили вниз на пробку в левом цилиндре, которая вытеснила жидкость из этого цилиндра по направлению к правому цилиндру, вследствие чего пробка в правом цилиндре, испытывая давление жидкости снизу, поднялась. Таким образом, жидкость передала давление.

Тот же самый эксперимент только несколько в ином виде я провел у себя дома: демонстрация эксперимента с двумя соединенными друг с другом цилиндрами – медицинскими шприцами, соединенными друг с другом и наполненными жидкостью-водой.

Опыт 2 (видео, использование метода моделирования для демонстрации сборки данного прибора на презентации)

В развитие предыдущего эксперимента для демонстрации закона Паскаля мною была также собрана модель деревянного мини-экскаватора, основа работы которого – цилиндры-поршни, наполненные водой. Что интересно, в качестве поршней, поднимающих и опускающих стрелу и ковш экскаватора, я использовал медицинские шприцы, изобретенные самим Блезом Паскалем в подтверждение его закона.

Итак, система состоит из обыкновенных медицинских шприцов по 20 мл (функция рычагов управления) и таких же шприцов по 5 мл (функция поршней). В эти шприцы мною была залита жидкость – вода. Чтобы соединить шприцы была использована система капельниц (обеспечивает герметизацию).

Для того чтобы указанная система заработала, мы надавливаем в одном месте на рычаг, давление воды передается в поршень, на пробку, пробка поднимается – экскаватор приходит в движение, опускается и поднимается стрела экскаватора и ковш.

Опыт 3 (видео)

Присоединим к трубке с поршнем (шприцу) полый шар (пипетку) с множеством маленьких отверстий.

Наполним шар водой и нажмём на поршень. Давление в трубке увеличится, вода начнёт выливаться через все отверстия, при этом напор воды во всех струйках воды будет одинаковым.

Такой же результат можно получить, если вместо воды использовать дым.

Данный эксперимент является классическим для демонстрации закона Паскаля, однако использование материалов, доступных для каждого ученика, делает его особо эффектным и запоминающимся.

Заключение

В ходе подготовки к конкурсу я:

изучил теоретический материал по выбранной мною теме;
создал самодельные приборы и провел экспериментальную проверку закона Паскаля на следующих моделях: модель гидравлического пресса, модель экскаватора.

Выводы

Закон Паскаля, открытый в 17 веке, актуален и широко применяется и в наше время при конструировании технических устройств и механизмов, облегчающих работу человека.

Надеюсь, что собранные мной установки будут интересны моим друзьям и одноклассникам и помогут лучше разобраться в законах физики.

Не каждому ребенку в школе дается физика. Главное убеждение многих родителей – необходимо прежде всего заинтересовать детей в предмете, ведь их природная любознательность работает лучше, чем принуждение к учебе. Пять простых опытов помогут интересно и увлекательно объяснить некоторые физические явления.

Демонстрация закона Паскаля

Вам понадобятся шило и большая бутылка. Сделайте шилом отверстия по всей поверхности емкости на расстоянии 10-15 см в разных местах. Затем наполните ее водой и надавите руками на нижнюю часть.

Закон Паскаля звучит так: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

Именно это явление и будет продемонстрировано: вода станет вытекать из отверстий одинаковыми струями, потому что сила равномерно распределяется в каждую точку жидкости.

Проверка атмосферного давления

Для опыта понадобится 100-200 мл горячей воды (но не кипятка, иначе бутылка деформируется). Нужно налить жидкость в бутылку, а затем хорошенько встряхнуть, чтобы воздух внутри емкости прогрелся. Потом воду вылить и сразу же закрыть крышку.

За счет остывания воздуха возникнет разница давлений внутри и снаружи сосуда.

Можно будет наблюдать сдавливание его стенок, сопровождаемое характерным хрустом. Концепция атмосферного давления станет для ребенка более понятной.

Давление жидкости

Для этого опыта необходимы шило и скотч. Проделайте несколько отверстий в бутылке на разной высоте. Затем нужно заклеить дырки скотчем, наполнить емкость водой и лишь потом освободить отверстия.

В результате образуются струи разной длины (это зависит от высоты столба жидкости). Таким образом, чем ниже отверстие, тем больше давление, и тем длиннее будет струя.

Движение воздуха

Простой, но эффектный эксперимент наглядно покажет принцип движения воздуха. Нужно поставить зажженную свечу позади бутылки, а потом попросить ребенка стать лицом к сосуду (примерно на 20 сантиметров).

Затем нужно предложить ему попробовать задуть свечу.

Огонь потухнет, будто перед ним нет никакой преграды, потому что воздух разделится на два потока, огибая емкость справа и слева. Эти потоки встретятся как раз там, где стоит свеча.

Сообщающиеся сосуды

Нужно взять 2-3 пластиковые бутылки и резиновые трубки. Отрежьте нижние части емкостей на расстоянии около 15 сантиметров от дна – именно они и понадобятся.

Потом соедините сосуды между собой с помощью трубок, налейте воду.

Останется лишь понаблюдать за поведением жидкости в емкостях – вода окажется в каждом сосуде на одном уровне.

Подписывайтесь на канал и делитесь с нами, какой опыт вы покажете своему ребенку.

Оригинал статьи и похожие публикации смотрите на сайте .

Скажите опыт по физике на тему : Придумайте опыт позволяющий проиллюстрировать закон Паскаля, и выполните его.

Для проведения опыта понадобится : Бутылка

Пороховые головки спичекВремя на проведение эксперимента : Не более 5 минутНачинаем эксперимент : Подготовьте пороховые головки спичек, срезая их со спичек.

Заполните бутылку да краёв водой.

Бросьте пороховые головки в бутылку.

Накройте горлышко бутылки воздушным шаром.

Примечание : Убедитесь, что воздушный шар плотно прилегает вокруг горлышка бутылки.

Вы можете использовать нитку, чтобы закрепить воздушный шарик на бутылке, если это необходимо.

Однако, когда Вы перестанете жать, головки спичек начнут всплывать.

Результат : Головки спичек поднимаются и опускаются за счет давления, которое передается через воду.

Если перестать давить на шарик, вода из спичечных головок выйдет, и они начнут подниматься на поверхность.

Читайте также: