Закон бернулли в школе

Обновлено: 02.07.2024

Обеспечение ознакомления обучающихся с некоторыми сведениями из гидроаэродинамики.

Образовательные:

1. в ходе выполнения экспериментальных заданий, работы с текстом определить зависимость давления жидкости и газа от скорости движения. 2.установить зависимость скорости движения жидкости и газа от площади поперечного сечения.

2. при решении экспериментальных и качественных задач усвоить закон Бернулли.

3. в ходе изучения и закрепления нового материала продолжить формирование умений учащихся объяснять явления и процессы из повседневной жизни с точки зрения физики, на основе полученных знаний.

Развивающие:

1. в ходе урока продолжить развитие любознательности, инициативы и устойчивого интереса учащихся к предмету;

2. высказывая свое мнение, решая проблему совершенствовать речевые умения;

3. обеспечить ситуации, способствующие развитию умений учащихся анализировать и делать выводы.

Воспитательные:

1.в ходе урока содействовать воспитанию у обучающихся уверенности в познаваемости окружающего мира;

2.работая в парах постоянного состава, решая задачи и обсуждая вопросы, воспитывать коммуникативную культуру школьников.

Планируемый результат. Метапредметные результаты. 1.сформированность познавательных интересов, направленных на развитие представлений о давлении жидкости и газа;

2.умение работать с источниками информации, включая эксперимент;

3.умение преобразовывать информацию из одной формы в другую.

Предметные результаты.

1.уметь использовать полученные теоретические знания для объяснения процессов и явлений, происходящих в жизни.

Личностные. Осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, его мнению; готовность и способность вести диалог с другими людьми и достигать в нём взаимопонимания.

Познавательные. Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Производят анализ и преобразование информации.

Регулятивные. Умение определять потенциальные затруднения при решении учебной задачи; планировать и корректировать.

Коммуникативные. Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов.

Содержание и основные понятия темы.

Газ, жидкость, давление, скорость, принцип Бернулли.

Организация пространства

Основные виды учебной деятельности обучающихся.

Основные технологии.

Основные методы.

Формы работы.

Ресурсы. Оборудование.

1.Слушание объяснения учителя. 2.Самостоятельная работа с текстом.

3. Наблюдение и объяснение демонстрационного эксперимента.

4.Работа с оборудованием.

5. Решение задач.

6. Работа с презентацией.

Технология проблемного обучения и технология сотрудничества.

Индивидуальная, общеклассная, в парах постоянного состава.

Физическое оборудование: воздушные шарики, свеча и трубка, по два бумажных листка на каждой парте учащихся, теннисный мячик, фен.

проектор, презентация, листы с текстами.

Структура и ход урока.

Задачи этапа

Деятельность

Вводно-мотивационный этап.

Организационный этап

Психологическая подготовка к общению

Обеспечивает благоприятный настрой.

Настраиваются на работу.

Этап мотивации (определение темы урока и совместной цели деятельности).

Обеспечить деятельность по определению целей урока.

Предлагает обсудить занимательную задачу и опыт, назвать тему урока и определить цель.

Пытаются ответить. Определяют тему урока и цель.

Личностные, познавательные, регулятивные

Операционно-содержательный этап

Изучение нового материала.

Способствовать деятельности обучающихся по самостоятельному изучению материала.

Предлагает организовать деятельность согласно предложенным заданиям.

1)Предлагает выполнить ФЭЗ, прочитать текст.

2)Предлагает решить экспериментальные и качественные задачи.

3)Предлагает ответить на вопросы.

Изучение нового материала

1)Смотрят. Читают. Отвечают.

2) Отвечают на вопросы и решают задачи.

3)Отвечают на вопросы.

Личностные, познавательные, регулятивные

Рефлексивно – оценочный этап.

Проверка знаний.

Провести контроль знаний.

Предлагает выполнить самостоятельную работу.

Выполняют самостоятельную работу.

Личностные, познавательные, регулятивные

Рефлексия. (Подведение итогов).

Формируется адекватная самооценка личности, своих возможностей и способностей, достоинств и ограничений.

Предлагает ответить на вопросы.

Личностные, познавательные, регулятивные

Подача домашнего задания.

Закрепление изученного материала.

Запись на доске.

Записывают в дневник.

Содержание урока.

1. Организационный этап.

Здравствуйте дети, рада встречи с вами! Я приглашаю вас к совместной творческой работе на уроке. Мне хочется, чтобы между нами было взаимопонимание и открытость, поэтому не надо бояться ошибок и молчать. Будем общаться!

2. Мотивация.

Постановка учебной проблемы.

Пленника бросили посреди небольшой круглой комнаты. Здесь вершил суд сам великий визирь. Сухо прошелестел его голос:

- Аллах дарует тебе жизнь, - визирь увидел, как вздохнул пленник, - если отгадаешь великую загадку древних. – Он показал на плоскую чашу, подвешенную на цепях. – Стоит открыть отверстие в дне чашки, и из него потечет вода. Каждый миг вытекает одно и то же количество воды. Отчего сужается струйка, удаляясь от чаши? Твое время – пока течет вода. С последней каплей падет и твоя голова.

Что же ответил пленник? Как вышел из такого трудного положения?

Ответ. Чем ближе к земле, тем быстрее движутся отдельные частицы воды. Поэтому, поскольку количество воды, протекающее через любое поперечное сечение в единицу времени, одинаково, струя сужается.

Посмотрите и попытайтесь объяснить следующий эксперимент.

Демонстрационный эксперимент №1.

Воздух продувается между двумя воздушными шариками, подвешенными на нитях. Шарики сближаются и ударяются друг о друга.

Ответ. Скорость течения газа между шариками больше, чем извне, поэтому давление меньше и шарики сближаются друг к другу.

После обсуждения данных задач учитель предлагает сформулировать тему, определить задачи урока.

3. Изучение нового материала.

Работа с текстом по изучению нового материала.

Пусть жидкость течет без трения по трубе переменного сечения:

Иначе говоря, через все сечения трубы проходят одинаковые объемы жидкости, иначе жидкости пришлось бы либо разорваться где-нибудь, либо сжаться, что невозможно. За время t через сечение S1пройдет объем, а через сечение S2 – объем . Но так как эти объемы равны, то

Скорость течения жидкости в трубе переменного сечения обратно пропорциональна площади поперечного сечения.

Если площадь поперечного сечения увеличилась в 4 раза, то скорость уменьшилась во столько же раз и, наоборот, во сколько раз уменьшилось сечение трубы, во столько же раз увеличилась скорость течения жидкости или газа. Где наблюдается такое явление изменения скорости? Например, на реке, впадающей в море, наблюдается уменьшение скорости, вода из ванны - скорость увеличивается, мы наблюдаем турбулентное течение воды. Если скорость невелика, то жидкость течет как бы разделенная на слои (“ламиниа” – слой). Течение называется ламинарным.

Итак, выяснили, что при течении жидкости из узкой части в широкую или наоборот, скорость изменяется, следовательно, жидкость движется с ускорением. А что является причиной возникновения ускорения? Какая же сила сообщает ускорение? Этой силой может быть только разность сил давления жидкости в широкой и узкой частях трубы. К этому выводу впервые пришел академик Петербургской академии наук Даниил Бернулли в 1726 году, и закон теперь носит его имя.

Уравнение Бернулли показывает, что давление текущей жидкости или газа больше там, где скорость меньше, и давление меньше там, где скорость течения больше. Закон Бернулли - это следствие закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной и несжимаемой жидкости.

Вопросы для обсуждения.

1. Почему в узких частях трубы скорость движения жидкости больше, чем в широких?

2. Сформулируйте закон Бернулли?

3. Можно ли считать, что закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии?

4. Справедлив ли закон Бернулли для газов?

Этот, казалось бы, парадоксальный вывод подтверждается простыми опытами.

ФЭЗ №1. Возьмите лист бумаги, и подуть вдоль него. Что вы наблюдаете? Бумага поднимется вверх, в ту сторону, вдоль которой проходит поток воздуха. Все очень просто. Объясните.

Ответ. Как говорит закон Бернулли, там, где скорость выше, давление меньше. Значит, вдоль поверхности листа, где проходит поток воздуха, давление меньше, а снизу листа, где потока воздуха нет, давление больше. Вот лист и поднимается в ту сторону, где давление меньше, т.е. туда, где проходит поток воздуха.

ФЭЗ №2. Продуваем воздух между двумя полосками бумаги, они сближаются? Объясните.

Ответ. Скорость воздушной струи, создаваемой феном, большая, значит давление в этой области низкое. Скорость воздуха во всей комнате небольшая, значит давление – высокое. Область высокого давления не даст шарику упасть из области низкого.

Демонстрационный эксперимент №3.

Ответ. Равновесие весов нарушится. Скорость воздушной струи, создаваемой феном, большая, значит давление в этой области низкое. Скорость воздуха во всей комнате небольшая, значит давление – высокое.

Демонстрационный эксперимент №4.

Напротив воронки зажигаем свечу. Через воронку продуваем воздух, пламя свечи отклоняется в сторону воронки.

Закрепление изученного материала.

Описанный эффект находит широкое применение в быту и в технике. Как пример можно рассмотреть краскопульт или аэрограф. В них используются две трубки, одна большего сечения, другая меньшего. Та, которая большего диаметра, присоединена к емкости с краской, по той, что меньшего сечения, проходит с большой скоростью воздух. Благодаря возникающей разности давлений краска попадает в поток воздуха и переносится этим потоком на поверхность, которая должна быть окрашена.

Заболоченная местность соединяется канавами с рекой. Течение в реке есть, в болоте нет. Опять возникает разность давлений, и река начинает высасывать воду из заболоченной местности. Происходит в чистом виде демонстрация работы закона физики.

Воздействие этого эффекта может носить и разрушительный характер. Капитаны морских и речных судов прекрасно знакомы с коварным проявлением уравнения Бернулли.

Ответ. Если два корабля идут параллельным курсом слишком близко один к другому, возникает гидродинамическая сила, толкающая их друг к другу, в результате чего может произойти кораблекрушение. Формула Бернулли позволяет понять, почему возникает эта сила: относительная скорость воды между судами будет больше, чем снаружи, давление воды на корабли в пространстве между ними окажется ниже, чем извне. Перепад давлений по разные стороны кораблей создает силу, толкающую их друг к другу.

Задача №2. Встречные поезда. Скоростные поезда при встрече должны замедлить ход, иначе стекла в вагонах разобьются. Почему? В какую сторону при этом выпадают стекла: внутрь вагонов или наружу? Может ли случиться подобное, если поезда движутся в одном направлении? Будет ли вас притягивать к поезду или отталкивать от него, если вы окажетесь слишком близко от быстро идущего поезда?

4. Самостоятельная работа.

Задача №1. Почему, спускаясь на лодке по реке, плывут посредине реки, а поднимаясь, стараются держаться берега?

Ответ. Это связано с тем, что скорость течения в разных точках различна: скорость течения реки посредине реки больше, чем у берегов. Поэтому при спуске плывут посредине реки, что облегчает спуск, т. к. к скорости лодки прибавляется скорость течения реки. При подъеме стараются держаться берега, чтобы течение реки не сильно сносило лодку, т.к. скорость движения лодки при этом уменьшается на величину скорости течения реки.

Задача №2. Почему сильный ветер вздымает высоко над землей сухие листья?

Ответ. Благодаря большой скорости воздушного потока давление воздуха на поверхности этих предметов становится меньше атмосферного, т. к. чем больше скорость воздуха, тем меньше его давление. Под листьями давление атмосферное. Вследствие разности давлений возникает подъемная сила, которая и поднимает листья над землей.

+ Я сам _____________________________

? Самым трудным было ________________

! Есть предложение ____________________

6. Домашнее задание. Г. П. Степанова "Сборник задач по физике" задачи №471, №472, № 475, №480.

Лекцию дети фиксируют в тетрадях в таблице, которую мы называем “Ромашкой”. В таблице три столбца: “Известное”, “Новое”, “Специфическое”. Каждый ребенок вносит услышанную информацию в столбец по своему усмотрению, в конце занятия дети обмениваются тетрадями, еще раз прорабатывая материал, вспоминая, что упустил; или выступают с комментариями по просьбе учителя по содержанию одного из столбцов, например, “А мне это было известно…”

Движется воздух в земной атмосфере;
Движется вода в океанах и морях, озерах, реках;
Движется кровь в кровеносных сосудах;
Движутся питательные соки в капиллярах растений;
Движутся вода, нефть, газ в трубопроводах.

Но перед тем, как мы приступим к изучению гидроаэродинамики, дадим слово героям Артура Конан Дойла - Шерлоку Холмсу и доктору Ватсону.

(Сценка в исполнении двух мальчиков.) Холмс читает утреннюю “Таймс”, Ватсон перелистывает какой-то фолиант.

- В каком банке вы храните свои деньги, Ватсон?

- В “Сити-банке”, Холмс, очень надежный банк, уверяю Вас.

- Ваш “надежный банк”, Ватсон, вчера был ограблен!

- Не может этого быть, ведь там все мои сбережения на свадьбу!

- Вот послушайте, что пишет “Лондонская Таймс”: “Пронесшийся вчера над Лондоном ураган выбил все стекла в здании Сити- банка, чем не преминули воспользоваться злоумышленники. Они проникли через разбитые окна в банк и вынесли все деньги. Прибывший на место происшествия инспектор Лестрейд подтвердил это предположение директора банка, так как действительно все окна выбиты, а пол усыпан битым стеклом. Директор банка приносит свои извинения вкладчикам”.

Ватсон: (Обреченно)

- Это называется – деньги на ветер!

- Дорогой Ватсон, если бы вы изучали физику, вы бы уже знали, у кого ваши деньги.

Учитель: Холмс, в отличие от Ватсона, изучал законы гидроаэродинамики. Познакомимся с ними и мы.

Пусть жидкость течет без трения по трубе переменного сечения:

, а через сечение S₂ – объем . Но так как эти объемы равны, то

Скорость течения жидкости в трубе переменного сечения обратно пропорциональна площади поперечного сечения. Если площадь поперечного сечения увеличилась в 4 раза, то скорость уменьшилась во столько же раз и наоборот, во сколько раз уменьшилось сечение трубы, во столько же раз увеличилась скорость течения жидкости или газа. Где наблюдается такое явление изменения скорости? Например, на реке, впадающей в море, наблюдается уменьшение скорости, вода из ванны - скорость увеличивается, мы наблюдаем турбулентное течение воды. Если скорость невелика, то жидкость течет как бы разделенная на слои (“ламиниа” – слой). Течение называется ламинарным.

Вывод 1: В широкой части трубы скорость меньше, чем в узкой части во столько раз, во сколько раз площадь поперечного сечения 1 больше 2.

Итак, выяснили, что при течении жидкости из узкой части в широкую или наоборот, скорость изменяется, следовательно, жидкость движется с ускорением. А что является причиной возникновения ускорения? (Сила (второй закон Ньютона)). Какая же сила сообщает жидкости ускорение? Этой силой может быть только разность сил давления жидкости в широкой и узкой частях трубы.

К этому выводу впервые пришел академик Петербургской академии наук Даниил Бернулли в 1726 году и закон теперь носит его имя.

Уравнение Бернулли показывает, что давление текущей жидкости или газа больше там, где скорость меньше, и давление меньше там, где скорость течения больше. Этот казалось бы парадоксальный вывод подтверждается прямыми опытами.

А) У вас на столах есть листки бумаги. Возьмите один из них за короткую сторону и подуйте вдоль листа. Лист… поднимается вверх. Почему? Потому что в струе воздуха, продуваемом над листом скорость больше, чем под листом, а давление меньше, чем под листом. Эта разность давлений и поднимает лист вверх! Б)Если продувать воздух между двумя листами, то они станут сближаться. Так как давление между листами меньше, чем снаружи, и внешнее избыточное давление сближает листки.

Если взять трубку переменного сечения и присоединить к ней манометрические трубки , то мы увидим, что в узких частях трубки, где скорость больше, давление будет меньше и уровень жидкости в манометре будет невысоким, наоборот, в широкой части трубы, там где скорость мала, давление большое и уровень жидкости в трубке будет больше. (Компьютерная модель)

Опыт 2. Проделаем похожий опыт. Будем продувать с помощью фена воздух между двумя теннисными шарами - что произойдет? (шарики сближаются). Шарики станут сближаться. Если в струю воздуха положить легкий теннисный шарик, то он будет “плясать” в струе, даже если её расположить слегка наклонно. Почему? (Давление в комнате будет велико по отношению к давлению воздуха в струе, и разница давлений будет удерживать шарик в струе.)

Опыт 3. Склеим из тонкой бумаги цилиндр, обвяжем его ленточкой и резко дернув палочку, заставим цилиндр вращаться против часовой стрелки и двигаться вперед. Цилиндр при этом поднимается почти до потолка, а затем плавно опускается на пол. Почему это происходит?

(Цилиндр, вращаясь, движется вперед. При вращении цилиндра в движение приходит и прилежащий к нему слой воздуха. Но под цилиндром вектор скорости воздуха антипараллелен вектору скорости цилиндра, а над цилиндром – сонаправлен с ним. Поэтому результирующая скорость воздуха под цилиндром меньше, чем над ним, следовательно, давление больше, и разность давлений поднимает цилиндр вверх, а не по параболе, как мы привыкли, в механике.)

Это явление носит название эффекта Магнуса, по имени ученого, открывшего и исследовавшего его экспериментально. Эффект Магнуса проявляется в таких природных явлениях, как образование смерчей над поверхностью океана. В месте встречи двух воздушных масс с разными температурами и скоростями возникает вращающийся вокруг вертикальной оси столб воздуха и несется вперед. В поперечнике такой столб может достигать сотен метров и несется со скоростью около 100м/с. Из-за быстрого вращения воздух отбрасывается к периферии вихря и давление внутри него понижается. Когда такой столб приближается к воде, то засасывает ее в себя, представляя огромную опасность для судов. Это же явление знают железнодорожники и предписывают встречным поездам сбрасывать скорость. Зачем? (Дело в том, что перед идущим поездом создается область сжатого воздуха (большое давление), а за другим поездом создается область пониженного давления. При этом, во-первых, могут разбиться стекла в вагонах из-за большой разности давлений, во-вторых, если человек или животное окажется между путями в этот момент, то его может затянуть под поезд, поэтому необходимо помнить правила поведения в таких ситуациях: нужно либо обхватить покрепче опору – столб, например, либо распластаться на земле и сильнее вжаться в нее всем телом, чтобы избежать трагедии.)

В дождливую и ветреную погоду, наверное, каждый из вас замечал, что раскрытые зонтики иногда “выворачиваются наизнанку”. Почему это происходит? Поток воздуха, набегающий на изогнутую поверхность зонта, движется по руслу своеобразной сужающейся трубы с большей скоростью, чем воздух в нижней части, следовательно, давление снизу больше, чем вверху, и зонт выворачивается!

Спасибо, мистер Холмс.

Предлагаю продолжить ролевую игру. Класс делится на группы по три человека, каждой группе выдается задание с рисунком.

Задание 1. Вы – рабочий на английской шахте по добыче угля. Вас попросили закрыть вентиляционный люк специальным щитом. Вы сначала долго боролись со струей воздуха, которая не давала вам подойти к люку, а затем вдруг внезапно притянула вас с такой силой, что захлопнулась щитом, а вы получили тяжкие травмы. Пользуясь рисунком, объясните, пожалуйста, это странное явление. (Кстати, это после происшествия с вами ученые заинтересовались явлениями в струе жидкости или газа.) (В струе воздуха давление мало, а снаружи давление больше, большая разность давлений “толкнула” рабочего в люк и захлопнула его).

Задание 2. Вы – капитан первого самого большого корабля в мире “Олимпик”. Осенью 1912 года вы шли в открытом море, а на расстоянии нескольких метров от вас в том же направлении следовал броненосный крейсер “Гаук” с очень большой скоростью. Когда корабли приняли положение, как показано на рисунке, “Гаук” неожиданно повернулся носом к “Олимпику”, и, не слушаясь руля, пошел ему наперерез.

Произошло столкновение. Когда этот случай рассматривали в морском суде, вас обвинили в том, что вы не дали команду пропустить броненосец. В апреле этого же года затонул двойник вашего корабля – “Титаник”, который не сумел избежать столкновения с айсбергом. Как вы думаете, что произошло? (Пока не строились “плавучие города”, явление Бернулли не наблюдалось на море. В данном случае, между движущимися в одном направлении кораблями образовался канал с текущей в обратную сторону водой. А в струе воды давление меньше, чем вокруг, в покоящемся океане. Огромная разность давлений заставила более легкий корабль врезаться в “плавучий город” “Олимпик”.)

Задание 3. Вы – известный автогонщик Джим Холл. Однажды на гонках вы появились на машине, которую сами и усовершенствовали. Ваш “Чапараль” имел в задней части горизонтальное крыло, плоскость которого была расположена под углом к горизонту, а также два вентилятора, которые засасывали воздух из-под днища и гнали его назад; сбоку автомобиль был закрыт щитками почти до самой дороги. Вас сначала подняли насмех, а когда вы выиграли гонку с большим отрывом, всех заинтересовало ваше изобретение. И сейчас машины часто делают с горизонтальным крылом сзади и с низкой посадкой. Объясните нам, что это дает?

(Воздух, протекающий в маленький просвет между дорогой и авто, как в сужающуюся трубу, ускоряется, давление под машиной уменьшается по сравнению с давлением воздуха над машиной, что ведет к улучшению сцепления шасси с дорогой, что позволяет не сбрасывать скорость на поворотах. Крыло позади автомобиля, обеспечивает “расширение трубы” для воздуха, обтекающего автомобиль сверху, скорость воздуха уменьшается, давление увеличивается, что также влияет на сцепление шасси с дорогой.)

Задание 4 Вы – известный исследователь морских глубин Жак Ив Кусто. В 1984 году по вашему заказу было построено судно Флеттнера (дата изобретения датируется 1925 годом), на палубе которого установлен вертикально большой цилиндр с лопастями, приводимый во вращение вокруг вертикальной оси небольшим двигателем. Не имея винта, судно может двигаться по ветру и против ветра. Вы назвали его “Калипсо”. Объясните, принцип движения вашего “ветрохода”. (Ветер, огибая вращающиеся цилиндры, “толкает” их вбок. При соответствующей ориентации судно начинает двигаться вперед по воде без паруса.)

Задание 5. Вы – Николай Егорович Жуковский. Вы разработали теорию подъемной силы крыла самолета, за что вас В.И. Ленин назвал “отцом русской авиации”. Расскажите нам, пожалуйста, почему несимметричная форма сечения крыла самолета, подобно крыльям птиц, позволяет взлетать самолетам? (Из-за несимметричности формы крыла воздух движется по его поверхности с разной скоростью, снизу возникает подъемная сила, равная разности давлений над и под крылом.)

Задание 6. Вы – известный футболист, вы знаете, что когда подают крученый мяч, т.н. “сухой лист”, то мяч летит по искривленной траектории, как заколдованный облетая футболистов, не знающих законов физики. Объясните, нам, в чем тут дело?

(См. эффект Магнуса.)

Работаем по рисункам, иллюстрирующим явления закона Бернулли. (Яйцо втягивается вверх в струю воды, вентиляционная труба с коническим колпаком, форма нор луговых собачек, окруженная конической насыпью, работа газовой горелки, пульверизатора, карбюратора, ветер под зданием, мошки на стекле движущегося автомобиля.)

А сейчас предлагаю соседям по парте обменяться лекциями и посмотреть, что упущено вами или вашим соседом из сегодняшнего урока.

Итог урока. На уроке мы познакомились с законом движения жидкостей и газов – законом Бернулли, в основу вывода которого положен закон сохранения энергии, поэтому этот закон и явления гидроаэродинамики следует рассматривать как следствие из закона сохранения энергии.

При проведении урока учащиеся убеждаются в взаимосвязи физики и биологии, устанавливаются межпредметные связи.

Вложение	Размер
Конспект урока.doc	136 КБ
opornyy_konspekt.doc	38.5 КБ
zakon_bernulli.doc	40 КБ
k.r_e.m.yavleniya.doc	124.5 КБ

Предварительный просмотр:

Биология + Физика.8 класс.

Тема урока. Кровообращение. Закон Бернулли.

(Обобщающий интегрированный урок : БИОЛОГИЯ + ФИЗИКА) 2 часа.

- выяснить значение физических факторов, обуславливающих непрерывное движение крови;

- пропрограммное обучение физики.

- развивать интерес к предметам биологии и физике;

- развивать умение сравнивать, сопоставлять и выделять общие признаки;

- формирование навыков работы с медицинскими приборами.

- воспитывать заинтересованность в знаниях, любознательность, собранность.

Оборудование и материалы: плакаты, модель сердца, волновая машина, опорные конспекты (для каждого учащегося), карточки с задачей.

Объяснение нового учебного материала /65 минут/.

2. Проверка знаний, их актуализация знаний.

Каково значение кровеносной системы?
Чем артерии отличаются от вен?
Какую функцию выполняют капилляры?
Как устроено сердце?
Какую роль играют створчатые клапаны?
Как работают полулунные клапаны?
Где начинается и заканчивается большой круг кровооб ращения?
Что происходит с кровью в малом круге кровообраще ния?
Почему у артерий более толстые стенки, чем у вен?
Почему мышечная стенка левого желудочка значительно толще мышечной стенки правого желудочка?
В чем причины огромной трудоспособности сердца?
Какие фазы можно выделить в работе сердца?
Что происходит с предсердиями и желудочками i
вую фазу?
В какую фазу желудочки сокращаются, а предсердия ослаблены?
Сколько времени длится пауза?
Сколько процентов времени в сердечном цикле сердце отдыхает?
В чем суть автоматизма сердца?
Как регулируется работа сердца?

Ю. Майер ( немецкий врач и естествоиспытатель):

3. Изучение нового учебного материала

Андре Визалий в 1543 г. Из-за разногласий с церковью сжег свои научные труды по анатомии и стал в Мадриде придворным врачом.

Позднее Гален исследовал работу аорты.

К. Бернар, Н.С.Коротков, С. Рива- Гоччи, С. Хейлс, Ю.Майер – имена ученых – физиологов, которые за многие сотни лет смогли дать полную характеристику строения и функции системы кровообращении.

2.Кровяное давление, его роль в движении крови по сосудам.

Кровяное давление создается сердечными сокращениями и сопротивлением стенок сосудов.

Способ определения кровяного давления был предложен российским врачом Н. С. Коротковым в 1905 году во время русско-японской войны. Сейчас этот способ носит его имя. Манжетку надевают на плечо, с помощью груши накачивают воздух. Фонендоскоп прикладывают к месту локтевого сгиба, там, где проходит плечевая артерия.

Давление в манжетке выше кровяного давления в артерии. Звуков не слышно.

Открываем винт груши и слышим удары. Первый – это максимальное (верхнее) давление, которое вызвано сокращением желудочков сердца. Последний – минимальное (нижнее) давление, при расслаблении желудочков.

16-15 лет Р = 110 - 126 мм.рт.ст.

60 лет Р = 135 - 140 мм.рт.ст.

Отклонение от нормы вызывает заболевание : - гипертонию,

Кровяное давление зависит не только от работы сердца, но и от количества крови в организме. Замечено, что чем дальше сосуд находится от сердца, тем ниже в нем кровяное давление.

3. Сердце – насос.

Наше сердце – это насос, устройство которого можно сравнить с работой поршневого жидкостного насоса.

Насос состоит из цилиндра, внутри которого ходит вверх и вниз плотно прилегающий к стенкам поршень 1. В нижней части цилиндра и в самом поршне установлены клапаны 2, открывающиеся только вверх. При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем.

При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, он закрывается. Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При последующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и находящаяся над ним вода, которая и выливается в отводящую трубу. Одновременно за поршнем поднимается новая порция воды, которая при последующем опускании поршня окажется над ним и т.д.

4.Силы, действующие на кровь при ее движении, -

сила давления и сила сопротивления (трения).

Известно, что при движении одного тела по поверхности другого возникает сила, направленная противоположно скорости и мешающая телу двигаться.

Эта сила называется силой трения .

Сила терния – сила, возникающая при соприкосновении поверхностей двух тел и препятствующая их перемещению относительно друг друга.

Одной из причин возникновения силы трения является шероховатость поверхностей соприкасающихся тел. Другая причина – взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел.

Таким образом, при движении крови по сосудам возникает сила трения, которая препятствует перемещению крови, в результате скорость ее течения становится меньше.

Нам известно, что на жидкости, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести. Поэтому каждый слой крови в сосудах своим весом создает давление на другие слои. Это давление по закону Паскаля передается по всем направлениям одинаково.

Следовательно, на кровь при ее движении действуют силы давления и трения.

Итак, мы разобрались, что особое строение кровеносной системы влияет на движение крови по сосудам.

Какова же роль самих сосудов?

Сосуды образуют пульсовые волны.

Итак, мы говорим о том, что сердце – это насос, который работает в импульсивном режиме.

Длина импульса = 0,25 с , за это время сердце взрослого человека выталкивает из себя в аорту около 0,1 л крови.

Движение крови по сосудам – процесс довольно сложный. Стенка артерий и аорты обладает высокой эластичностью. Поэтому, когда кровь поступает в аорту, ее стенки начинают расширяться до тех пор, пока приток крови не остановится. Стенки аорты пытаются под действием силы упругости вдавить кровь в отдаленные от сердца сосуды, чтобы принять свою первоначальную форму, т.к. обратному току препятствует клапан сердца. И так повторяется до бесконечности.

Таким образом, после каждого сокращения сердца вдоль артерии от сердца идет волна деформации, подобно тому как идут волны от удара камня о воду.

Демонстрация. Воздушный шарик с водой.

Эти удары волн мы ощущаем, приложив палец у основания большого пальца на запястье. - ЭТО ПУЛЬС !

Пульс – это колебания стенок сосудов вызванные изменением давления крови в результате работы сердца.

Измерение пульса. За 1 минуту

За 10 секунд в состоянии покоя и после нагрузки.

( 25 приседаний! ) Нормализация пульса – работа – саморегуляции.

Измерять частоту пульса люди научились еще III тыс. лет до н. э., когда китайский император Хоам Ту с придворным врачом Ли – Пе ( Мг – Пе ) использовали регуляцию пульса для постановки диагноза.

Они изучали пульс в нескольких точках и различали 28 типов : глубокий, редкий, частый, тонкий и т.д.

Пульс – является основным показателем здоровья и в настоящее время.

Как стало известно, пульс – это колебания стенок сосудов.

Так что же такое колебание ? С колебаниями мы встречаемся практически везде. Это один из самых распространенных видов движения в природе и технике. Колеблются деревья, пшеница в поле, струны музыкальных инструментов, поршни двигателя; землетрясения, приливы и отливы.

С колебаниями мы встречаемся и в живой природе : биение сердца, движение голосовых связок и т.д.

Колебаниями называются физические процессы, точно или приблизительно повторяющиеся через одинаковые интервалы времени.

Процесс распространения колебаний с течением времени называется волной.

Источником пульсовых волн является сердце.

ЭКГ сердца – это и есть графическое изображение пульсовой волны с течением времени. Пульсовая волна – это поперечная волна – волна, в которой колебания происходят перпендикулярно направлению их распространения.

Т.к. волны – это колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени, то они распространяются с какой- то скоростью.

Скорость распространения волны деформации кровеносного сосуда может значительно отличаться от скорости распространения волны сжатия в крови. Последняя, очевидно, равна скорости распространения звука и составляет несколько сотен метров в секунду, тогда как волны деформации проходят за секунду несколько метров.

Измерить скорость распространения пульсовой волны удалось лишь в начале ХХ в., когда появились первые безынерционные регистрирующие приборы. Эта скорость, как правило, равна 3 – 15 м/с, что в десятки раз превышает среднюю скорость движения крови по сосудам.

Оказалось, что скорость распространения пульсовой волны зависит от упругости артериальной стенки, поэтому может служить показателем ее состояния при различных заболеваниях.

Интересно, что впервые формула для скорости распространения пульсовых волн в артериях была выведена знаменитым английским ученым Томасом Юнгом в 1809 г., которого сейчас помнят главным образом как создателя волновой теории света, а еще потому, что его именем назван модуль упругости материалов. Но он был и автором классических работ по теории кровообращения, в том числе и по распространению пульсовых волн в артериях. Это была поистине незаурядная личность.

Интересно, что уже с двухлетнего возраста Юнг умел читать, а к четырнадцати годам владел десятью языками, играл чуть ли не на всех музыкальных инструментах и владел навыками циркового артиста. Всю жизнь он совмещал две профессии – практикующего врача и физика.

Выражение для скорости распространения пульсовой волны :

h – толщина стенки,

d - внешний диаметр артерии.

Скорость пульсовой волны зависит от упругости стенки артерии, ее модуля Юнга.

C возрастом, а также при заболеваниях, сопровождающихся потерей упругости стенки артерий (гипертонии, атеросклерозе) , υ может увеличиваться в 2-3 раза по сравнению с нормой. Это позволяет использовать измерение скорости распространения пульсовой волны для постановки диагноза.

Создана таблица, где указана зависимость скорости распространения пульсовой волны по аорте от возраста и кровяного давления.

Итак, мы выяснили физическую закономерность происхождения пульсовых волн.

С точки зрения биологии можно еще обратить внимание на нарушение данного явления, которое ведет к неминуемой смерти человека.

Это аневризмы . Пульсовые волны повторяются около 100 тыс. раз за сутки и около 2,5 млрд. в течении жизни.

Подобную нагрузку стенки сосудов способны выдержать. Но иногда стенка начинает расширяться, образуя аневризму – расширение, оно прогрессирует и со временем не выдержав сосуд лопается, что приводит к смерти.

Обычно это бывает в зрелом возрасте. Кардиограмма позволяет раньше установить наличие аневризм и провести шунтирование.

Аневризма – заболевание, объясняемое физическим законом – законом Лапласа.

Рост аневризмы – это проявление закона Лапласа (французского астронома и математика, открывшего зависимость между напряжением Т, растягивающим стенку кровеносного сосуда – отношение силы к площади продольного сечения стенки сосуда, - его радиусом R, давлением внутри сосуда р и толщиной его стенки h ):

Из закона Лапласа следует, что при увеличении р должно увеличиваться и Т , что приводит к растяжению стенки сосуда и увеличению его радиуса R.

Но т.к. объем стенки аорты можно считать постоянным, то увеличение ее радиуса должно сопровождаться утончением стенки, что в свою очередь ведет к разрыву аневризмы.

Таким образом, причиной возникновения аневризмы является не только возросшая амплитуда артериального давления, но и изменение механических свойств артериальной стенки.

6.Скорость кровотока. Изменение скорости кровотока в зависимости от размеров сечения сосудов.

А) Сравнение скорости течения крови на различных участках кровяного русла.

Согласно закону Паскаля (7 класс), неподвижная жидкость в сосуде передает внешнее давление одинаково во всех направлениях.

Но когда жидкость течет по трубе (кровь по сосудам) /без учета трения жидкости о трубу/, площадь поперечного сечения которой на разных ее участках различна, то давление оказывается неодинаковым вдоль трубы (сосуда).

Б) Физическое выражение зависимости скорости течения от площади поперечного сечения сосуда .

В движущейся части давление ( р ) зависит от площади сечения ( S ), а следовательно, и от скорости жидкости (крови) ( υ ).

Т.к. жидкость (кровь) практически несжимаема, то количество жидкости, проходящее за время t через поперечное сечение S 1 , равно количеству жидкости (крови), проходящей за это же время через сечение S 2 .

Если бы протекало разное количество жидкости (крови), то избыток жидкости (крови) должен накапливаться где-то; но жидкость заполняет всю трубу (сосуд) и накапливаться ей негде.

Значит, V 1 =V 2 (объемы вытесненной жидкости /крови/ за время t).

Раскроем объемы и получим:

S 1 ι 1 = S 2 ι 2 .

Получаем S 1 υ 1 t = S 2 υ 2 t.

υ 1 S 2 При прохождении узких частей трубы (сосуда)

υ 2 S 1 . скорость жидкости (крови) больше и наоборот.

В) Закон Бернулли применительно к кровообращению. Несоответствие между скоростью течения крови и ее давлением.

Значит, при проходе жидкости из трубы с большим сечением ( S 1 ) в трубу (сосуд) с меньшим сечением ( S 2 ), скорость ее увеличивается, следовательно, жидкость движется с ускорением. А причиной ускорения является сила. Этой силой, в данном случае, является разность между силами давления жидкости (крови) в широком и узком сечениях.

∆ F давл = S (р 1 – р 2 )/

р 1 S 1 Чем больше S, тем больше p.

υ 1 S 2 р 1 S 1

υ 2 S 1 и р 2 S 2 ,

= ___ закон Бернулли.

Закон : Давление текущей жидкости больше в тех частях трубы, где скорость ее движения меньше, и наоборот, в тех частях, где скорость больше, давление меньше.

1 ) Все законы анатомии подчинены законам физики!

2) Непрерывность кровотока в организме обеспечивается биологическими и физическими закономерностями.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Закон Бернулли Бернулли заңы Law of Bernoulli 10 класс Лукинова Е.Н.

Тақырыбы: Бернулли заңы

Тема: Закон Бернулли.

Theme : Law of Bernoulli

Цели урока: Вывести закономерность давления движущейся жидкости от скорости течения жидкости, сформулировать закон Бернулли.

Критерии успешности:

Для каждого:

знакомство с принципом Бернулли и его применением в технике и быту;

Для большинства:

развить навыки проблемного подхода к решению поставленной задачи; логическое мышление; умения наблюдать;

Для некоторых:

сравнивать и сопоставлять изучаемые явления, выделять общие признаки и обобщать результаты экспериментов.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, интерактивная доска.

Демонстрационное оборудование: цилиндр Магнуса, шарики для тенниса, фен, свеча и воронка, по два бумажных листка на каждой парте учащихся, рисунки.

Оргмомент. Приветственное слово учителя. Прежде чем мы приступим к уроку, хотелось бы, чтобы каждый из вас настроился на рабочий лад.

Отчего люди не летают? Я говорю, отчего люди не летают так, как птицы? Знаете, мне иногда кажется, что я птица. Когда стоишь на горе, так тебя и тянет лететь. Вот так бы разбежалась, подняла руки и полетела.

Постановка цели урока (конференции): целеполагание урока учащимися.

Деление на группы в случайном порядке .

на конференции собрались: ученые теоретики, ученые практики и ученые изобретатели.

Постановка учебной проблемы (просмотр видеосюжета, 12.25 мин).

Смоделируем это явление с помощью двух полосок бумаги и двух воздушных шаров.

Опыт Воздух продувается между двумя воздушными шариками, подвешенными на нитях. Шарики сближаются и ударяются друг о друга.

Опыт Продуваем воздух между двумя полосками бумаги, они сближаются?

Почему? (Скорость воздуха внутри полосок или шариков больше, значит давление между ними меньше, чем снаружи.)

Ответ мы сможем дать, изучив закон Бернулли

Парадоксальность результатов такого поведения тел можно объяснить, используя закон Бернулли. Швейцарский ученый Даниил Бернулли длительное время жил в России, именно к этому времени относится создание его главного научного труда - теории гидромеханики. Основная теорема гидродинамики связывает давление жидкости с её скоростью. До сих пор мы рассматривали движение твердых тел. Сегодня мы перенесем знания законов сохранения на движение жидкостей и газов. Будем рассматривать закон Бернулли на качественном уровне.

Историческая справка: биография ученого подготовленная учащимися в виде опережающего задания.

Изучение нового материала (работа в группах) .

Итак, господа ученные, вам необходимо в течение 10 (7+3) минут ознакомится с предложенными материалами и подготовиться к выступлению перед другими ученными.

Задания для групп:

Ученые-теоретики: прочитайте теоретический материал и объясните суть закона участникам конференции.

Ученые-практики (3 группы): апробируйте предложенные опыты и дайте объяснение происходящим явлениям.

Ученые-изобретатели: изготовьте модель по предлагаемой инструкции, проведите опыт и объясните явление.

Ученые-теоретики

Теория:

Пусть неразрывная жидкость течет без трения по трубе переменного сечения. Иначе говоря, через все сечения трубы проходят одинаковые объемы жидкости, иначе жидкости пришлось бы либо разорваться где-нибудь, либо сжаться, что невозможно. За время t через сечение S ₁ пройдет объем V ₁ = S ₁ · l ₁ = S ₁ ₁ t ,

а через сечение S ₂ - объем V ₂ = S ₂ · l ₂ = S ₂ ₂ t

Делаем вывод : скорость течения жидкости в трубе переменного сечения обратно пропорциональна площади поперечного сечения.

Итак, выяснили, что при течении жидкости из узкой части в широкую или наоборот, скорость изменяется, следовательно, жидкость движется с ускорением. А что является причиной возникновения ускорения? (Сила (второй закон Ньютона)). Какая же сила сообщает жидкости ускорение? Этой силой может быть только разность сил давления жидкости в широкой и узкой частях трубы.

К этому выводу впервые пришел академик Петербургской академии наук Даниил Бернулли в 1726 году, и закон теперь носит его имя. Принцип, впервые высказанный Д.Бернулли в 1726 г., гласит: в струе воды или воздуха давление велико, если скорость мала, и давление мало, если скорость велика .

Существуют известные ограничения этого принципа, но здесь мы не будем на них останавливаться.

Ученые-практики: апробируйте предложенные опыты и объясните причину происходящий явлений

Опыт 1 . Взять листок бумаги за короткую сторону и подуть вдоль листа. Лист поднимается вверх. (Объяснение опыта: Скорость над листом больше, чем под листом, а давление меньше. Эта разность давлений и поднимает лист вверх.)

Аэродинамический принцип создания подъемной силы используется при подъеме аппарата тяжелее воздуха, к которым относятся планеры и дельтапланы, самолеты и сверхлегкие моторные летательные аппараты, вертолеты и автожиры, летательные аппараты с машущими крыльями (ортоптеры и орнитоптеры).

Подъемная сила у моторного сверхлегкого летательного аппарата создается неподвижно закрепленным крылом. При поступательном движении аппарата крыло обтекается потоком воздуха. Из-за особой формы сечения крыла (несимметричная форма) воздух, огибающий крыло сверху, движется быстрее, чем внизу, поэтому создается разность давлений под крылом и над ним, а в результате возникает подъемная сила. Для моторного аппарата перемещение в воздухе происходит под действием силы тяги, создаваемой силовой установкой.

Планеры, в том числе дельтапланы, создают подъемную силу так же, как моторные аппараты, неподвижно закрепленным крылом, но так как они не имеют силовой установки, то могут только планировать, или летать на буксире. При планировании они снижаются за счет силы веса или набирают высоту за счет восходящих потоков воздуха. Подъемная сила появляется при обтекании не всех тел, а лишь тел с определенным профилем. Для крыльев дельтапланов должны применяться профили с хорошими летными характеристиками, создающими большую подъемную силу.

Проблема изучения подъемной силы имеет очень давнюю историю. Загадки полета птицы занимали умы ученых задолго до появления летательных аппаратов. Первая попытка исследования природы подъемной силы была сделана Леонардо да Винчи в 1505 году. Объясняя причину возникновения подъемной силы птицы, он считал, что из-за быстрых ударов крыльями воздух под ними уплотняется и поэтому поддерживает птицу. Эта гипотеза Леонардо да Винчи, основанная на сжимаемости воздуха, была ошибочной, так как применялась для полета с малыми скоростями, когда свойство сжимаемости воздуха практически не проявляется.

Опыт 3. Напротив воронки зажигаем свечу. Через воронку продуваем воздух, пламя свечи отклоняется в сторону воронки.

Ученые-изобретатели

Изготовьте модель по предлагаемой инструкции, проведите опыт и объясните явление.

Опыт 4. Для опыта изготовим цилиндр из плотной, но не толстой бумаги диаметром 5см, длиной 25-30 см. На цилиндр намотаем ленточку, один конец которой прикрепим к линейке. Резким движением вдоль горизонтальной поверхности стола сообщим цилиндру сложное движение (поступательное и вращательное). При большой скорости цилиндр поднимается вверх и описывает небольшую вертикальную петлю. Объясните, почему это происходит.

Уравнение Бернулли объясняет такое поведение рулона (и закрученного мячика): вращение нарушает симметричность обтекания за счёт эффекта прилипания. С одной стороны бумажного цилиндра скорость потока больше (над цилиндром вектор скорости воздуха сонаправлен вектору скорости цилиндра), значит, давление там понижается, а под цилиндром вектор скорости воздуха антипараллелен вектору скорости цилиндра. В результате разности давлений возникает подъёмная сила, называемая силой Магнуса. Эта сила поднимает цилиндр вверх, а не по параболе.

В 1852 году Магнус провел серию опытов для объяснения явления отклонения от вертикальной плоскости вращающихся артиллерийских снарядов. Он показал, что поперечная сила, вызывающая это отклонение, возникает из-за взаимодействия двух потоков воздуха: набегающего на снаряд и вращающегося вместе со снарядом. Это явление, получившее название эффекта Магнуса.

5. Закрепление нового материала.

По рисункам и демонстрациям объясните наблюдаемые явления.

(Ветер, попадающий на здание, частично прогоняется через нижний просвет. При этом скорость его возрастает).

Ситуация 2. Встречные поезда. Скоростные поезда. при встрече должны замедлить ход, иначе стекла в вагонах разобьются. Почему? В какую сторону при этом выпадают стекла: внутрь вагонов или наружу? Может ли случиться подобное, если поезда движутся в одном направлении? Будет ли вас притягивать к поезду или отталкивать от него, если вы окажетесь слишком близко от быстро идущего поезда?

Подведение итогов : Уравнение Бернулли просто объясняет множество явлений, происходящих в жидкости и газе. Это возникновение подъемной силы крыла, работа таких приборов как пульверизатор, карбюратор, газовой горелки и многое другое. Жизнь самого Даниила Бернулли похожа на его замечательное уравнение. Движение по разным городам и странам, взаимодействие со многими учеными, периодическое расширение и сжатие научных интересов в конечном итоге привели к результатам, которыми до сих пор пользуется человечество, находя все новые и новые применения.

Рефлексия: 1. Хотелось бы услышать ваши отзывы о сегодняшнем уроке: что вам понравилось, что не понравилось, что хотели бы узнать подробнее?

Что не понравилось?

Хочу узнать подробнее?

2. Какая цель стояла перед вами в начале урока?

3. Конструирование бумажного самолетика. Чей самолет имеет большую дальность полета?

Үй тапсырмасы: Заңын қолдану Бернулли және нәтижеге Келді (сөзжұмбақтар, эссе, синквейн, өлеңдер).

Домашнее задание: Применение закона Бернулли и эффекта Магнуса (кроссворды,

ОПЫТ С ВОРОНКОЙ

Для опыта используйте стеклянную воронку и сделайте бумажный конус по ее размерам. На трубку воронки наденьте резиновую трубку. Расположите воронку раструбом вниз и продувайте воздух.

Почему бумажный конус не падает из воронки?

Это явление объясняется законом Бернулли. При продувании воздуха скорость его движения между стенками воронки и бумажного конуса больше, чем за основанием конуса. А где скорость меньше, там давление воздуха больше. Следовательно, давление воздуха на основание конуса больше. Это давление и удерживает конус в раструбе воронки.

ОПЫТ СО СТРУЕЙ .

. воздуха из пылесоса

Поставьте шланг на выходной патрубок пылесоса. Включите пылесос и поместите в струю воздуха шарик от настольного тенниса. Шарик будет висеть в воздухе. Медленно перемещайте струю воздуха — перемещается и шарик.

Медленно наклоняйте шланг, а следовательно, и струю воздуха.

Почему шарик висит в воздухе?
В струе воздуха, где скорость воздуха больше, давление меньше, чем в окружающем неподвижном воздухе. В итоге на шарик с боков действуют силы, которые удерживают его в струе, а снизу на шарик действует аэродинамическое давление, которое уравновешивает силу тяжести шарика.

Другой вариант этого опыта: интересно и красиво протекает опыт с детским надутым шаром, помещенным в струю воздуха. Шар легко и высоко парит в струе воздуха. При наклоне струи он также легко перемещается.
Опыт протекает еще интереснее, если в струе воздуха находятся два детских шарика. Вначале поместите один шар, а затем второй, чуть ниже первого (в этом случае шары должны быть диаметром примерно 10 см).

. со струей воды

Почему?
Вспомните опыт с пылесосом.

ОПЫТ С ШАРИКОМ

К шарику от настольного тенниса прикрепите пластилином нитку длиной 40—50 см и, держа шарик за нить, поднесите его к струе воды.

Почему шарик притягивается и удерживается в струе?

Когда из водопроводного крана течет струя воды, то она увлекает прилегающий слой воздуха. Когда шарик подносят к струе, происходит следующее: вблизи струи воздух движется с некоторой скоростью и давление здесь меньше, чем по другую сторону шарика. В итоге за счет разности давлений на шарик действует сила, прижимающая его к струе.

ОПЫТ С ВЕСАМИ

Уравновесьте учебные весы. Через стеклянную трубку продувайте воздух между чашкой и основанием.

Почему чашка, под которой продуваем воздух, опускается?
Наблюдаемое явление также можно объяснить на основании закона Бернулли.

СКАТЫВАЮЩИЕСЯ ЦИЛИНДРЫ

Возьмите два одинаковых по размерам цилиндра: деревянный и бумажный. Бумажный цилиндр делают из папиросной бумаги. Размеры цилиндров: длина 20 см, диаметр 3 см.

Скатывающийся с наклонной плоскости деревянный цилиндр падает по параболе впереди наклонной плоскости (в точке а), а бумажный цилиндр движется по кривой, которая заканчивается под наклонной плоскостью (б).
Как объяснить наблюдаемое явление?

Каждый цилиндр совершает сложное движение, участвуя одновременно в поступательном и вращательном движении. При вращении поверхность цилиндра увлекает слой воздуха, прилегающий к нему.

В результате скорость движения воздуха относительно цилиндра с одной стороны (слева) будет меньше, а с другой (справа) —больше. Давление на цилиндр будет больше со стороны воздуха там, где его скорость меньше, и наоборот, что вытекает из закона Бернулли. Это добавочное давление очень мало и сказывается только на бумажном цилиндре.

УПРЯМЫЕ ЛИСТКИ

Возьмите две длинные полоски бумаги любого размера и держите их перед собой, на расстоянии примерно пять сантиметров друг от друга. Подуйте между ними.
Будут ли листки расходиться в стороны от вашего дуновения?

Читайте также: