Тайны давления реферат по физике 7 класс

Обновлено: 04.07.2024

Учебники физики на зывают давлением распределение силы по поверхности. Воздух давит на поверхность Земли - и мы говорим об атмосфер ном давлении. Его единица называется 1 бар (это дав ление столба воздуха весом 1 килограмм на квадратный сантиметр земной тверди). Опускаясь в морские глубины, мы испытываем давле ние воды. В земных недрах тоже есть давление. В цент ре планеты оно равно 3,5 мегабарам. Действуя со всех сторон, давление позволяет расплавленному земному ядру сохранять форму. На глубине 300 километров давление равно 60 килоба рам. Под его воздействием атомы углерода теснее при жимаются друг к другу, спрессовываются - и обра зуются алмазы.

И за пределами Земли су ществует давление. Газ вну три Солнца сжат с силой 300 миллиардов бар. Такое давление преобразуется в колоссальную тепловую энергию. Температура в центре Солнца достигает 16 миллионов градусов, а на его поверхности - 6 тысяч. Поэтому мы получаем от Солнца много тепла и света. В прогнозах погоды мы постоянно слышим о цикло нах. Они образуются благо даря давлению. Расстояние между молекулами в теплом воздухе больше, чем в хо лодном. А значит, давление в холодном воздухе выше. Когда в атмосфере встреча ются теплая и холодная воз душные массы, молекулы из области с высоким давлени ем устремляются в область с низким давлением. Возникает атмосферный вихрь - это и есть циклон.

Полезное явление

Давление есть повсюду. Не которые живые организмы извлекают из его существо вания пользу. У летучих мышей есть внутренний из меритель давления. Биологи полагают, что он находится в слуховом аппарате мышей. Животные покида ют свои жилища, когда ат мосферное давление пада ет. Ведь чем ниже давление, тем активнее ведут себя на секомые - добыча летучих мышей.

Благодаря атмосферному давлению мухи могут пол зать по потолку. На их лап ках есть присоски. Между присоской и поверхностью потолка образуется вакуум. Давление воздуха воздейст вует на присоску только снаружи, и муха не падает.

Кругом вода

Под водой давление увели чивается на 1 бар каждые 10 метров. То есть на глубине 40 метров оно равно уже 5 барам. Почему некоторые рыбы могут существовать на большой глубине - до 5 ты сяч метров, а иногда и глуб же? Ведь там на каждый ква дратный сантиметр их тела приходится вес, равный весу вагона пассажирского поез да! Дело в том, что ткани и кости глубоководных рыб пропитаны водой. Поэтому рыбы испытывают одинаковое давление изнутри и сна ружи. Но если глубоководную рыбу вытащить на по верхность, баланс внешнего и внутреннего давления на рушится. Рыба раздуется, ее внутренности вылезут через рот наружу, и она погибнет. Некоторые бактерии, жи вущие в воде, способны вы держать давление в 16 тысяч раз большее, чем нормаль ное атмосферное. Но как им это удается, ученые пока объяснить не могут.

Человек, оказавшийся под водой, естественно, тоже ис пытывает ее давление. При погружении в воду без аква ланга легкие сильно сжима ются. Действует так называемый закон Бойля: если уве личивается давление среды, окружающей газ (воздух в легких), то газ сжимается. На глубине 162 метров - это мировой рекорд погруже ния без акваланга - легкие уменьшаются до размеров яблока. На каждый квадрат ный сантиметр тела здесь давит вес в 17 килограммов. Казалось бы, у ныряльщика должны сломаться все кос ти. Но скелет справляется с этой нагрузкой, так как давление воды воздействует на него равномерно со всех сторон. Человек может выдержать и больше. Испан ские ученые смоделировали подводное погружение в барокамере. Испытуемые выдержали давление, соот ветствующее глубине 705 метров. А ведь это 70 кило граммов на квадратный сантиметр!

Воздушное море

Пока люди не знали о су ществовании давления, многие загадки казались неразрешимыми. Почему так тяжело вытащить пор шень из насоса с закрытым отверстием? Сейчас мы зна ем: мешает давление воздуха. Простой насос - это ци линдр с поршнем. Когда отверстие насоса открыто, поршень испытывает оди наковое давление изнутри и снаружи. Стоит закрыть от верстие, и баланс нарушается. На поршень действует только давление извне. На ших сил не хватает, чтобы его преодолеть.

Великое открытие

Существование атмосфер ного давления доказал итальянец Эванжелиста Торичелли. Суть опыта, по ставленного им в 1643 году, такова. Торричелли напол нил ртутью запаянную сни зу стеклянную трубку высо той 1 метр. Затем закрыл верхний конец трубки пальцем, перевернул ее и погрузил в сосуд с ртутью. Когда ученый убрал палец, ртуть из трубки вытекла в емкость, но не полностью. Ртутный столб остановился на высоте 760 миллимет ров. Торричелли предполо жил, что вес ртутного стол ба равен весу воздуха над поверхностью Земли. Воздух давит на ртуть в сосуде, поэтому ртуть из трубки не может вытечь до конца.

Опыт Торричелли произ вел своего рода револю цию. В трубке над ртутным столбом образовалось без воздушное пространство. А ведь в существование ваку ума никто тогда не верил. С античных времен ученые и философы утверждали, что природа не знает пустоты.

Высота ртутного столба в трубке ежедневно меня лась. Поэтому Торричелли предположил, что атмо сферное давление непосто янно. Ртутный столб со шкалой - это простейший ртутный барометр, незаме нимый при наблюдениях за погодой. До сих пор атмо сферное давление измеря ется в миллиметрах ртутно го столба (мм рт. ст.).

На благо человека

Узнав о существовании дав ления, человек научился его эксплуатировать. Свис ток чайника - результат ра боты давления. Нагреваясь, частицы воды двигаются быстрее. Часть из них пере ходит в газообразное состо яние. Давление возрастает, и чайник свистит.

Чтобы очищать вакуум ные туалеты в самолетах и поездах, создали специальную установку. По сути это насос, встроенный в емкость с чистящим раствором. По шлангам раствор под давлением подается в накопительный бак туале та. Уборщики не нужны: грязную работу делает струя моющего средства.

Мощное давление выбра сывает вверх струи фонта нов. Самый большой фон тан находится в Женеве. Когда-то на его месте была водозаборная станция, по дававшая воду в ремеслен ные мастерские. Вечерами потребление воды умень шалось. Ее избыток струей изливался в Женевское озеро. В 1891 году водопровод старой водозаборной стан ции превратили в декора тивный фонтан.

Большие планы

Ученые ищут для давления новую работу. Сто лет назад производство паровых ма шин признали слишком до рогим. Сейчас инженеры вернулись к идее создания моторов, работающих бла годаря давлению. Их порш ни делаются из углерода и керамики. Они практически не подвержены трению, а значит, им не нужно сма зочное масло. Кроме того, паровые машины не выбра сывают в атмосферу про дукты сгорания.

Специалисты космичес кого агентства NASA хотят отправлять на орбиту гру зы, используя давление. Новая ракетная установка - это труба, куда заправляет ся смесь метана и воздуха.

2 Самое прекрасное и глубокое из достигнутых нами чувств – это ощущениже тайны, ибо в ней – источник истинной науки. (А. Эйнштейн)

3 Цель: Познакомиться с понятием давления Выяснить, от чего оно зависит Научиться определять давлениже Где оно применяется

4 Давлениже Давле́ниже физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности.

5 От чего зависит давлениже? Давлениже зависит от значения силы, которая действует на поверхность. Чем больше сила, тем больше давлениже Давлениже зависит от площади поверхности, на которую оказывается давлениже. Чем больше площадь, тем меньше давлениже

6 Повторим и узнаем р – давлениже (Па) F – сила давления (Н)S – площадь опоры.(м² )

7 Вы видели, какие следы оставляют тяжёлые машины, трактора на земле? Такие глубокие колеи возникают как раз из- за высокого давления. Значит, в таких случаях его нужно снижать. Зачем увеличивать давлениже? Попробуйте тупым ножом порезать хлеб. Чем тупой нож отличается от острого? Конечно, площадью лезвия и создаваемым давленижем. Поэтому все режущие и колющие инструменты должны быть очень острыми.

9 Где используют давлениже. Мы используем давлениже в твёрдых телах на службу человека. Конструкция лопаты такова, что когда мы ею копаем землю, то своим весом создаём большое давлениже на поверхность очень маленькой площади. Чем острее заточена лопата, тем меньшее усилие нам нужно приложить, чтобы она вошла глубоко в землю. По такому же принципу создаёт давлениже обычная канцелярская кнопка. Достаточно придавить её пальцем, как её заострённый конец легко входит в деревянную поверхность.

10 Опыт с водой. Нальём в стакан воду, закроем листом бумаги и, поддерживая лист рукой, перевернём стакан вверх дном. Если теперь отнимем руку от бумаги, то вода из стакана не выльется. Бумага остаётся приклеенной к краю стакана. Объяснениже опыта. Лист бумаги удерживает атмосферное давлениже, которое снаружи действует на лист с большей силой, чем вес воды в стакане.

11 Вывод: Мы определили, что такое давлениже Научились определять его Выяснили от чего оно зависит Узнали где давлениже может применяться

Почему, шагая по глубокому снегу в зимней обуви, мы обязательно проваливаемся, а надев лыжи, можем совершенно спокойно перемещаться, как по ровной поверхности? Почему мы режем хлеб острым ножом, а не ложкой или вилкой? Почему, катаясь на велосипеде по бездорожью, мы можем застрять в песке, а с любой машиной на гусеничном ходу это никогда не случится?

Ответы на эти и другие вопросы ты получишь, ознакомившись с таким понятием, как давление.

Что такое давление?

Давление — это сила, которую прикладывают перпендикулярно какой-либо поверхности. Давление на поверхность оказывают как твердые тела, так и жидкости, газы.

Тебе наверняка приходилось резать яблоко тупым ножом. Как ты думаешь, почему острый нож режет лучше? Площадь соприкосновения острого ножа и яблока меньше, поэтому твое яблоко успешно режется на дольки именно этим ножом

От чего зависит давление?

Давление зависит от двух составляющих: прилагаемой силы и площади поверхности.

Давай рассмотрим следующий пример: один гимнаст удерживает другого обеими руками. При этом руки гимнаста, находящегося сверху, оказывают определенное давление на руки нижнего гимнаста, и давление распределяется равномерно на обе руки. Когда верхний гимнаст отпускает одну руку, площадь соприкосновения обоих гимнастов уменьшается, поэтому давление на руку нижнего гимнаста возрастает вдвое. То есть уменьшение площади способствует увеличению давления. Теперь ты знаешь, что для увеличения силы воздействия на поверхность нужно просто уменьшить площадь соприкосновения предметов.

Например, этот принцип широко применяется в карате для разбивания досок. Теперь понятно, почему удар по доске или кирпичу ребром руки гораздо эффективнее, чем ладонью: именно так резким ударом каратисты разбивают доски на две части. Если ты со всей силы ударишь по доске ладонью, доска останется целой, а на руке появится большой синяк.

Давление внутри жидкости с глубиной увеличивается. Это объясняется тем, что верхний слой жидкости давит на нижний, а тот — на еще более низкие слои

В каких случаях уменьшают давление?

Иногда большая поверхность гораздо предпочтительнее, чем маленькая. Так, ходить по снегу в снегоступах гораздо проще, чем в обычных ботинках. Нога не проваливается в снег, так как наш вес равномерно перераспределяется по площади снегоступа (она гораздо больше, чем площадь подошвы обуви), при этом сила давления становится меньше, и соответственно уменьшается твое давление на поверхность снега.

Такой же принцип касается беговых и водных лыж. Как и снегоходы, лыжи позволяют удержаться на поверхности снега или воды.

Интересные факты

Давай разберем обычное катание на коньках. У конька очень острое лезвие, и со льдом контактирует довольно небольшая поверхность. Это означает, что твой вес создает большое давление на лед, причем оно гораздо больше, чем когда ты стоишь на льду в обычной обуви.
Лед обладает одной очень интересной особенностью: он тает под давлением, даже если его температура ниже 0°С. Поэтому, когда ты катаешься на коньках, ты фактически скользишь по тонкому слою только что растаявшей воды, которая тут же замерзает по мере твоего движения!
Сложно поверить, но даже очень стройная модель может испортить пол своими каблуками. Этот факт можно объяснить очень малой площадью каблука, который создает большое давление на поверхность пола. Между прочим, давление такой шпильки гораздо больше давления, создаваемого слоном, если бы он стоял на этом же подиуме.

Давление и текучие вещества

С точки зрения физики, газы и жидкости относятся к текучим веществам, т.е. веществам, способным изменять форму в зависимости от сосуда, в котором они находятся. По сравнению с твердыми веществами жидкости и газы несколько иначе реагируют на давление. Например, если ты возьмешь в руки мяч, его внешний вид вообще не изменится от твоего прикосновения, однако если ты с силой сожмешь мяч, то он деформируется. Что касается текучих веществ, то они скорее разольются, чем деформируются.

Открытие Паскаля

Французский математик и физик Блез Паскаль, живший в XVII в., исследовал ряд важных свойств жидкостей и газов.

Он провел очень простой опыт: в закрытую бочку, наполненную водой, вставил длинную узкую трубку. Поднявшись на второй этаж, Паскаль через трубку влил в бочку всего лишь стакан воды. В это трудно поверить, но бочка развалилась на части! Почему это произошло? Вода в бочке заняла весь объем, и давление воды увеличилось настолько, что бочка лопнула. На основании этого опыта ученый пришел к выводу, что когда на поверхность жидкости или газа оказывается давление, это давление передается без изменения в любую точку жидкости или газа.

На основе изучения этого явления, открытого ученым, были созданы различные приборы и механизмы, в которых используется закон Паскаля.

Гидравлический пресс

Практически каждый день мы сталкиваемся с необходимостью перемещать какие-либо предметы. И нет никаких проблем, если вес этих предметов 3—5 или даже 10 кг! А вот что делать, если нужно поднять, например, машину на станции техобслуживания? Вот здесь и приходится прибегать к помощи специальных механизмов. Одним из них является гидравлический пресс. Гидравлический пресс позволяет получить большой выигрыш в силе даже в случае приложения незначительных усилий. Устройство представляет собой два сообщающихся цилиндра разного диаметра. Цилиндры заполняются маслом, водой или любой другой жидкостью. Сверху каждый цилиндр плотно закрыт поршнем.

Согласно закону Паскаля, давление распространяется одинаково по всем направлениям. Поэтому когда мы применяем силу, например, нажимаем на поршень малого цилиндра, то такое же давление передается на второй поршень, и машина поднимается.

Системы водоснабжения, газо- и нефтепроводы

Без применения закона Паскаля создание водопроводов, газо- и нефтепроводов не было бы возможным! Принцип работы этих сложных систем состоит в том, что давление, которое создается насосами для нагнетания воды, газа или нефти, без изменения передается по трубам от насоса до места назначения.

Гидравлический домкрат

Гидравлический домкрат — еще один пример применения закона Паскаля в современной технике. Гидравлические домкраты используются для подъема очень тяжелых грузов в различных машинах: бульдозерах, пожарных подъемниках и прочих устройствах для выполнения различных работ на высоте. Гидравлический домкрат тоже состоит из двух сообщающихся цилиндрических сосудов разного диаметра, двух клапанов и подъемной платформы. Сосуды снабжены поршнями и заполнены маслом. При действии силы в узком сосуде создается избыточное давление, которое передается во все точки без изменения. Именно поэтому в широком цилиндре также создается избыточное давление. Под действием силы платформа домкрата поднимается вместе с расположенным на ней грузом.

Системы торможения и открывания дверей

Системы торможения и открывания дверей в поездах также работают благодаря закону Паскаля.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Давление в окружающем нас мире.docx

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Кирилловская основная общеобразовательная школа

Секция: точные науки (математика, физика, экономика (финансовая грамотность) и информационные технологии (информатика)

Воронина Виктория, 7 класс,

МАОУ Кирилловская основная школа

Чевычелова Светлана Александровна, учитель физики

2.Что такое давление. История развития представления о давлении ……………………………………………………………………………………4

3.1. Атмосферное давление в жизни человека……………………. 5

Эксперимент № 1. Использование медицинских шприцов ………………. 6

3.2. Роль давления в животном мире ………………………………………… 9

3.3. Роль давления в растительном мире…………………………. 10

Эксперимент № 2. Доказательство закона Паскаля ……………………….10

Цель исследования: и зучить давление в газах, жидкостях и твёрдых телах; провести эксперименты, демонстрирующие от каких величин зависит давление, рассмотреть какую роль играет давление в окружающем мире.

Задачи исследования:

Изучить зависимость давления от различных величин.

Изучить методику проведения эксперимента.

Провести собственный эксперимент по изучению давления и установлению математических зависимостей.

Узнать практическое применение.

Сделать выводы по теме исследования.

Мои предположения (гипотеза исследования): я предполагаю, что давление в твёрдых телах зависит от площади поверхности, от приложенной силы; в жидкостях (газах) давление зависит от высоты столба жидкости (газа) и от плотности вещества.

Методы исследования:

Изучение и анализ литературы, материалов Интернета.

Отбор и обобщение и материалов по теме исследования.

Обработка полученных результатов.

Анализ полученных результатов.

Исследование областей применения.

2. Что такое давление. История развития представления о давлении

О существовании давления люди догадывались еще во времена Аристотеля и Демокрита. Вклад в развитие атмосферного давления внесли Древние атомисты Демокрит, Эпикур и Лукреций. Они не сомневались в материальной природе воздуха, атомы которого, по их мнению, обладают подвижностью и круглой формой. Первый, кто практически измерил давление воздушного океана, был итальянский ученый Галилей.

Ему пришла в голову мысль измерить вес атмосферы весом ртутного столба. В 1643 году по его указанию эксперимент был произведен. Именно с этого опыта началось научное наблюдение за погодой, важнейшими характеристиками которой являлись давление и температура.

Давление - это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 , перпендикулярно этой поверхности.

3. Виды давления

Воздух давит на поверхность Земли - и мы говорим об атмосферном давлении. Опускаясь в морские глубины, мы испытываем давление воды. В земных недрах тоже есть давление. Действуя со всех сторон, давление позволяет расплавленному земному ядру сохранять форму. И за пределами Земли существует давление. Газ внутри Солнца сильно сжат. Такое давление преобразуется в колоссальную тепловую энергию.

3.1. Атмосферное давление в жизни человека

На существовании атмосферного давления основан механизм вдоха и выдоха. Легкие расположены в грудной клетке и отделены от нее и от диафрагмы герметичной полостью, называемой плевральной. С увеличением объема грудной клетки объем плевральной полости увеличивается, а давление воздуха в ней уменьшается, и наоборот. При вдохе давление становится меньше атмосферного, и воздух через воздухоносные пути устремляется в легкие. При выдохе объем грудной клетки уменьшается, за счет чего давление в плевральной полости увеличивается, что вызывает уменьшение объема легких. Давление воздуха в них становится выше атмосферного, и воздух из лёгких устремляется в окружающую среду.

Пока люди не знали о существовании давления, многие загадки казались неразрешимыми. Почему так тяжело вытащить поршень из насоса с закрытым отверстием? Сейчас мы знаем: мешает давление воздуха. Простой насос - это цилиндр с поршнем. Когда отверстие насоса открыто, поршень испытывает одинаковое давление изнутри и снаружи. Стоит закрыть отверстие, и баланс нарушается. На поршень действует только давление извне. Наших сил не хватает, чтобы его преодолеть. Шприц – это простой насос. Рассмотрим принцип действия шприцов.

Эксперимент № 1. Использование медицинских шприцов

Цель работы : выяснить принцип действия медицинских шприцов.

Я взяла шприц, опустила его в подкрашенную воду. При поднятии поршня вода поднялась за ним.

Происходит это потому, сто при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Вывод: я рассмотрела принцип действия медицинских шприцов и выяснила, что лекарство поднимается за поршнем благодаря атмосферному давлению.

Читайте также: