Фізичні досліди за допомогою простих засобів. Тиск рідин і газів

 

 

Упорядник: В. С. Пешко

Учитель фізики і математики

Новосілківського НВК «ЗОШ І-ІІ  ступенів – ДНЗ»  Здолбунівської  районної  ради  Рівненської  області

 

 

Фізика. Навчальний посібник: 7 – 8 клас

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До посібника увійшли 10 фізичних дослідів з теми «Тиск рідин і газів», які виконані за допомогою простих засобів. Кожен із дослідів супроводжується фотографією, описом та поясненням. До посібника додається відеофільм.

 

Для учнів 7-8 класів, учителів, усіх, хто цікавиться фізикою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затверджено методичною радою Новосілківської  загальноосвітньої  школи  І-ІІ  ступенів  Здолбунівської  районної  ради  Рівненської  області (протокол № 4 від 17.01.2016)

 

 

Вступ

 

Досвід переконує: якщо учню не цікаво на уроці, то навчити його будь-якій справі дуже важко.

Тим, хто вивчає фізику пощастило, бо на уроках цікаво. Один із шляхів досягнення успіху – зацікавленість через здивування.

Під час фізичних дослідів в учнів завжди виникає питання «чому?», яке можна вважати першим кроком до розуміння фізичного явища. Дані досліди не потребують дорого обладнання, їх можна виконати за допомогою простих засобів, для цього можна використати одноразові шприци, гумову кульку, тенісний м’ячик та ін. Демонстрації можна виконати вдома чи фронтально в класі. Всі досліди апробовані і зняті на відеофільм, вони відповідають правилам безпеки.

Під час виконання домашніх експериментальних завдань, учням пропонується сконструювати або виготовити певні фізичні прилади. Їх  вони використовують для виконання цих і наступних  експериментальних завдань. Таким чином, організовуючи роботу з учнями, бажано націлювати їх на те, що прилади, які вони будуть виготовляти  під час виконання домашніх експериментальних завдань, будуть потрібні їм для подальшої роботи. Зрозуміло, що точність цих приладів невисока. Але вони, по-перше: дають змогу проводити фізичні досліди, вимірювання, формувати практичні уміння і навички учнів, а по-друге, конструюючи і виготовляючи їх, учні розвивають свої творчі здібності, глибше вникають у суть фізичних законів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Зміна  об’єму  гумового  балончика

 

      Обладнання:  шприц,  гумовий  балончик.

 

Завдання

 

        Закрити  тонкий  отвір  шприца  (пластилін  або  болт). Кладемо  у шприц  зав’язаний  ниткою  балончик,  вставляємо  поршень.  Балончик  має  бути  з  м’якої тонкої  гуми або  поліетилену.

         При  пересуванні  поршня  вправо  спостерігається  збільшення  об’єму  балончика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 

 При переміщенні поршня вправо об’єм повітря всередині шприца зростає, а отже його тиск  зменшується. Тиск на зовнішню поверхню  балончика менший ніж на внутрішню, тому збільшується об’єм  гумового балончика

 

 

 

 

2. Виконання  роботи  при  збільшенні  об’єму

 

    Обладнання:  шприц,  скляний  медичний  флакон.

 

Завдання

 

Закрити  тонкий  отвір  шприца  (пластилін  або  болт)  Кладемо  у  шприц  легко  закритий  медичний  флакон.  Різко  відсунути  поршень  шприца.  Медичний  флакон відкриється.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 

При різкому пересуванні поршня вправо об’єм повітря всередині шприца зростає, а отже його тиск  буде меншим ніж  атмосферний тиск всередині флакона і сила різниці тисків спричинила відкриття ковпачка флакона.

 

 

 

 

 

 

3.  «Куля  Паскаля»

       Обладнання:  шприц,  тенісний  м’ячик.

 

Завдання

 

Пробити  шилом  дірки  у тенісному  м’ячику. Прикріпити  м’ячик  до  одноразового  шприца.  Налити  у  шприц  води  і натиснути на  поршень.  Зробити  спостереження  за  передачею  тиску  у  рідині.

 

Пояснення явища

 

 Згідно закону Паскаля тиск, який діє на рідину або газ, передається в кожну точку рідини або газу без змін.

 

4. Кипіння  води  при  зниженому  тиску

 

      Обладнання:  шприц,  гаряча  вода.

 

Завдання

 

     Набираємо  у  шприц  на  третину  його  місткості  попередньо  нагрітої  до  температури  70-80 °С  води,  загвинчуємо  болт.  При  висуванні  поршня  води  починає  кипіти.  Якщо  поршень  перемістити  вліво,  кипіння  води  припинеться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 

При переміщенні поршня вправо об’єм повітря всередині шприца зростає, а отже його тиск  зменшується. При зменшенні тиску, температура кипіння зменшується.

 

5. Дія  атмосферного  тиску

 

        Обладнання:  алюмінієва банка з-під соку, електроплитка (спиртівка).

 

Завдання

 

  В алюмінієвій банці ємкістю 0,25 л, в якій продають газовану воду, зробіть за допомогою шила отвір діаметром 2-3 мм. Злийте через отвір газовану воду у склянку, залишивши в банці трохи води. Далі поставте банку на електроплитку. Після того, як вола в банці закипить, зніміть її з плитки і закрийте отвір корком. Через деякий час банка почне сплющуватися зі страшним скреготом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 

 Під час нагрівання і кипіння води майже все повітря з банки було витіснене водяною парою. Після того, як банку зняли зі спиртівки і отвір закрили корком, водяна пара почала охолоджуватись і конденсуватись. Тиск у банці зменшився, і сила різниці тисків сплющила банку.

 

 

 

 

 

6.  Надміцна лампа розжарення

 

         Обладнання:  скляна банка 0,25 л, лампа розжарення.

 

Завдання

 

Візьміть звичайну лампу розжарення і скляну банку на 0,25 л. Вставте лампу банку. Банку з лампою поставте на підлогу поряд зі столом. Наступіть правою ногою на лампу і, тримаючись за стіл, повільно станьте на неї. Як дивно лампа залишилася цілою!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 Лампа – кулеподібної форми. Такі форми мають здатність розподіляти діючу силу по великій поверхні, тому витримують значні тиски і навантаження. Саме тому батискафи, камери підвищеного тиску мають кулясту форму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Чарівна кулька

 

       Обладнання:  скляна банка на 3 л, поліетиленова кришка, скляна трубка (діаметр 3-5 мм, довжина 10-15 см), гумова кулька, нитки і шматок пластиліну.

 

Завдання

 

 Нагрійте кінець скляної трубки над полум’ям спиртівки і зробіть в кришці два твори: один – у центрі, другий – скраю. Прив’яжіть гумову кульку до одного кінця трубки, а інший вставте у кришку. Шматком пластиліну закрийте всі щілини між трубкою і кришкою. Надуйте кульку через трубку і пальцем закрийте другий отвір. Кульку не буде роздуватися! Як тільки ви відкриєте отвір, кулька роздується.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 

           Під час надування кульки частина повітря вийшла з банки через отвір. При способі кульки здутися, об’єм кульки зменшується, а об’єм повітря в банці збільшується. Це призводить до зменшення тиску повітря в банці. Сила різниця тисків (атмосферного в кульці і повітря в банці) стане рівною силі пружності гумової кульки. Кулька перестає здуватись.

 

 

8.  Склянка і повітряна куля

 

Обладнання:  склянка з рівними вінцями,  гумова кулька.

 

Завдання

 

      Надуйте гумову кульку з гуми до діаметра 10 см і притисніть її до вінців склянки. Надуваючи кулю далі, побачимо, що склянка «приклеїлась» до кульки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 

 Під час надування кульки її радіус збільшується. Об’єм повітря, замкненого між склянкою і поверхнею кульки, також зростає. Це спричиняє зменшення тиску повітря в склянці. Сила різниці тисків атмосферного повітря і повітря у склянці притискає гумову кульку і склянку одне до одного.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. «Неслухняний» корок і пляшка

 

Обладнання: корок, пляшка з широкою шийкою

 

Завдання

 

Покласти суху пляшку горизонтально на поверхню стола. Корок розмісти скраю шийки пляшки. Необхідно вдути корок в пляшку. Корок вилітає з пляшки.  Чим сильніше дути, тим з більшою швидкістю вилітатиме корок.

Виконати це завдання вам допоможе маленька трубка, яку можна зробити з папірця. Якщо цю трубку поставити напроти корка і подути, корок влетить у пляшку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення явища

 

Як тільки ви подуєте на корок, тиск повітря в пляшці зросте, і воно виштовхне корок із пляшки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.   Кулька, що літає

 

Обладнання: пилосос, тенісний м’ячик

 

Завдання

 

Легку пластикову кульку ввести у вертикальний струмінь повітря від пилососа. Кулька «зависає» у струмені. Повільно пересуваючи насадку пилососа в горизонтальному напрямку, побачимо, що кулька залишається в струмені. Навіть, якщо струмінь буде під нахилом до вертикалі кулька втримається в ньому

 

 

Пояснення явища

 

Сила аеродимічного тиску струменя повітря врівноважує силу тяжіння кульки і підтримує кульку в струмені.  Тиск оточуючого повітря, який більший за тиск всередині струменя повітря, при незначних бічних відхиленнях кульки повертає її у струмінь.