Подорож до джерел відкриття системи руху рідин в природничо-математичному аспекті

Тема: Подорож до джерел відкриття системи руху рідин в природничо-математичному аспекті.

Добрий день шановні гocтi!

Вчитель 1: природа це все що нас оточує і ми є частинкою природи.

Вчитель 2: на сьогоднішньому заході ми і познайомимо вас з предметами, в яких переплітаються закони руху рідин та їх обчислення.

Вчитель 3: Тому мета нашого заходу розширити та поглибити знання учнів про природу та показати зв'язок атмосферного тиску з системою  кровообігу та руху крові по судинам, навчитись вимірювати та обчислювати атмосферний та кров`яний тиск; спонукати учнів до дослідницької діяльності; виховувати інтерес до наукових відкриттів в області фізики, біології та математики.

До вашої уваги ми представляємо команду фізиків, біологів та математиків.

ЗАСТАВКА

О сколько нам открытий чудных

готовит провиденья дух

 и опыт – сын ошибок трудных

 и гений пародоксов друг.

                                                            А.С. Пушкин

І етап «Теоретичний»

Команда фізиків:

2 вед. Фізика основна наука про природу. Навіть слово "фізика" грецькою означає – природа.

1 вед Фізика - наука експериментальна, оскільки грунтується на фактах добутих дослідним шляхом.

1 вед. Чи знаєте ви, що ми живемо на дні океану?

2 вед. Так на дні величезного повітряного океану, який носить назву «Атмосфера».

2    вед.  Тому земна поверхня i тілa, що перебувають на ній, зазнають тиску всієї товщі повітря, або, як звичайно говорять,зазнають атмосферного тиску.

1 вед. Вивчення атмосферного тиску має свою велику I повчальну icтopiю. Воно було тісно пов'язане з пракгичними потребами людей.

Розповідь: За часів Галілея один майстер побудував для садів герцога Тосканського у Флоренції всмоктувальний насос, поршень якого мав піднімати воду на висоту, більшу за 18 італійських ліктів (більшу, ніж 10 м).

1 вед Але, як не намагалися підняти цим насо­сом воду, нічого не виходило. На 10 м вода за порш­нем ще піднімалася, а далі поршень відходив від води, й утворювалася порожнеча. Коли до Галілея звернулися з проханням пояснити причини невда­чі, він відповів, що природа не любить порожнечі, але до певної межі. Втім, зайнятися вивченням цієї проблеми Галілею не судилося.

2 вед   Галілей був дуже старий, коли почав вивчати це питания i не встиг його розв'язати. Адже незадовго до цього він пepенic суд інквізиції, яка примусила його зректися своїх наукових перекопань.    Після смерті видат­ного ученого дослідженнями у цій галузі зайнявся Еванжеліста Торрічеллі (1608–1647), італійський фізик і математик, який уперше виміряв атмосферний тиск.

1 вед   1643 р. Торрічеллі поставив свій знаменитий дослід із трубкою, заповненою ртуттю. Торрічеллі узяв запаяну з одного кінця скляну трубку довжи­ною біля

1 м і заповнив її ртуттю. Потім, щіль­но закривши другий кінець трубки, перевернув її та опустив незапаяний кінець у чашку із ртуттю. Коли він відкрив цей кінець трубки, частина ртуті вилилася в чашку, а частина залишилася в труб­ці. Висота стовпа ртуті, що залишилася в трубці, дорівнювала приблизно 760 мм.

2 вед   При цьому між запаяним кінцем трубки і поверхнею ртутного стовпа утворилася пустота (її називають тепер Торрічелевою пустотою) – таким чином було доведено існування атмосферного тиску. Дійсно, ртуть не вилилася з трубки під дією сили тяжіння, оскільки атмосфера, що тисне на відкриту (вільну) поверхню ртуті, протидіє такому виливанню.

1 вед  А  тепер  ми може пояснити непо­розуміння майстра Тосканського герцога?

2 вед  Так своїм дослідом Торрічеллі розв’язав усі непоро­зуміння, що виникли у майстра Тосканського гер­цога. Стало зрозуміло, на яку висоту вода буде покірно посуватися слідом за поршнем всмоктуваль­ного насосу. Всмоктування води відбуватиметься доти, доки вага стовпа води не стане такою самою, як вага стовпа ртуті.

2 вед.  А чи можна атмосферний тиск побачити?

1 вед. Так, можна і для цього ми продемонструємо декілька дослідів.

Дослід 1. Вода в перевернутій склянці.

Наповити склянку до краю водою, накрити аркушем товстого паперу. Підтримуючи аркуш рукою перевертаємо склянку, руку прибираемо. Чому вода зі склянки не виливається?

А як впливає атмосферний тиск на людину? Бо кров це і є рідина, яка рухається по судинах, як і вода в насосах.

Вчитель 2. Команда біологів досліджувала відкриття Уільяма Гарвея пов’язане з рухом крові по судинам, значенням кровяного тиску у серцево-судинній системі, що забезпечують життєдіяльність людського організму.

уч.1 Портрет В. Гарвея (слайд 1)

1 Я Ві́льям Га́рвей народився  квітня 1578 в м.,Фолкстон,графство Кент  – англійський лікар, анатом і природознавець, засновник  фізіології та ембріології.

Освіту здобув у Кембриджі  та університеті італійського міста Падуя . Працював у Лондоні.

Я створив вчення про кровообіг, зокрема довів, що серце є активним м'язовим осередком кровообігу і що кров рухається в одному напрямі по замкненій системі кровоносних судин. Описав мале і велике кола кровообігу.  написав працю  «Анатомічне дослідження про рух серця і крові у тварин».  Де вперше сформулював свою теорію кровообігу і провів експериментальні докази в її користь. Вимірявши величину систолічного об'єму, частоту скорочень серця і загальну кількість крові в тілі вівці, я довів, що за 2 хвилини вся кров повинна пройти через серце, а протягом 30 хвилин через нього проходить кількість крові, що дорівнює вазі тварини.

уч2 Кров –це рідина. Як же рухається кров по судинам?

Уч 3 Рух крові по судинах у людини зумовлений ритмічною роботою серця,що забезпечує різницю тисків на початку та в кінці кіл кровообігу.

Уч4 А що   змушує кров  рухатись по судинам?

Уч5 скорочення скелетних м’язів, наявність клапанів у венах за течією крові , еластичність судин, які запасає кров’яне русло, отже ми повертаємось до законів фізики.

Уч6  Як було з’ясовано основними чинниками від яких залежить рух крові в судинах є кров’яний тиск та швидкість руху крові. Отже кровяний тиск-це тиск у судинах зумовлений роботою серця і є найважливішим показником який характеризує роботу кровоносної системи залежно від типу судин: артерій, капілярів та вен. Гарвей у свій час замислювавася чому ж рухається кров, але остаточної відповіді дати не зміг.

Вчитель: А зараз ми передаємо слово математикам, бо ми знаємо з історії, що математичні знання, які виникли в давні часи з побутових потреб людини і дали можливість розрахувати атмосферний тиск і навчили вираховувати швидкість крові у артеріях, венах та капілярах.

1 учень.Зараз кожен учень в школі вивчає важливу науку – математику. Без математики не можливо уявити сучасний світ. Математика «схована» в комп’ютері, телефоні, телевізорі (не даремно сучасні технології називають цифровими). Активно математика розвивалась в Вавилоні, Індії, Близькому сході.

2 учень.Ще Піфагор говорив, що «світом правлять числа, а Альберт. Енштейн, стверджував, що природа – це реалізація найпростіших математичних ідей. Український математик Володимир Левицький ще в 1927 році говорив, що «поступ математичних та природничих наук на українських землях є необхідною умовою для українського народу, щоб вповні ввійти в сім’ю культурних народів». 

3 учень.Українські селяни знали й деякі основи геометрії. Зокрема, вони мали уявлення про просту й ламану лінії, про властивості рівнобіжних ліній тощо. При будівництві хат та виготовленні бондарських виробів використовували властивості діагоналей прямокутника (щоб побудувати стіни під прямим кутом), обчислювали відношення довжини кола до діаметра (за останній приймали третину довжини кола) ці знання були використані при обчислення руху крові посудинах.

4 учень.Бондарі та теслярі вміли користуватися циркулем. За допомогою якого зображували коло.Українцям були відомі оригінальні прийоми визначення відстані до недоступного предмета, виміру площі земельних ділянок різноманітних форм. Отже скрізь ми зустрічаємося з колом, а коло це модель перерізу судини.

5 учень.Система народних знань з математики обіймає народну медицину, народний календар, метеорологію. На різних історичних етапах традиційні знання з математики різною мірою поєдналися з природничими науками.

ІІ етап «Практичний»

Давайте в цьому зараз переконаємося. Тому запрошуємо до другого етапу. Яка носить назву «Практичний», і давайте ближче познайомимося з будовою приладів для визначення атмосферного тиску – барометр-анероїд, кровяного тиску - танометр, а як побудована шкала цих приладів нам розкажуть математики.

Всім відомо багато різних вимірювальних приладів. Щоб вони приносили результат, необхідно ними правильно користуватися.

 Про те, як визначити ціну поділки, ми вам розповімо.

Команда фізиків

Барометр-анероїд :практиці для вимірювання атмосфер­ного тиску використовують металеві барометри-анероїди (у перекладі з грецької анероїд – безрідинний). Головна його частина–металева коробочка з хвилястою поверхнею. З цієї коробочки викачане повітря, а щоб атмосферний тиск її не роздавив, пружина відтягує кришку коробочки вгору. Коли атмосферний тиск збільшується, кришка проги­нається вниз і натягує пружину. Зі зменшенням атмосферного тиску пружина випрямляє кришку.  До пружини прикріплено стрілку-покажчик.  Під стрілкою закріплено шкалу, поділки якої нане­сено за показами ртутного барометра.

Команда біологів

Як же виміряти  кровяний тиск? А для цього існує прилад тонометр , яким ми зараз і скористаємось., доречі винайшов цей прилад Клод Бернар - французький медик, дослідник процесів внутрішньої секреції, основоположник науки ендокринології.

Команда математиків

Ціна поділки – це значення найменшої поділки шкали приладу.

1.               Для початку необхідно взяти вимірювальний прилад, наприклад, просту лінійку, і уважно оглянути його. Ви бачите поділу - великі і маленькі. Ділення бувають різних кольорів. Деякі з поділок підписані.
2.               Тепер необхідно відзначити відрізок до першого такого підписаного розподілу і порахувати кількість невеликих поділів, які знаходяться в даному відрізку. 

ІІІ «Вимірювання атмосферного та кровяного тиску»

Команда фізиків

Барометр -  анероїд -

Це  штучка  просто  клас,

Барометр -  анероїд

Здивує  зараз  вас.

Це  прилад  ідеальний,

Щоб тиск ним  вимірять.

 Барометр – важливий прилад для метеоро­логічних спостережень. Якщо атмосферний тиск зменшується, то треба чекати негоди.

Покази атмосферного тиску залежать не тільки від погоди, а й від висоти над рівнем моря. Чим вищий від поверхні Землі шар повітря, тим менше він стиснутий, тим менша його густина, а отже, тим менший він чинить тиск. При невеликих під­йомах у середньому на кожні 11 м підйому тиск зменшується на 1 мм рт. ст. Знаючи залежність тиску від висоти, можна за зміною показів бароме­тра визначити висоту над рівнем моря

Команда біологів

ВЧИТЕЛЬ: давайте зараз виконаємо невеличке практичне дослідження. Для цього нам потрібно виміряти тиск за допомогою тонометра.  А зараз я надаю слово своїм асистентам, які і проведуть дослідження кровяного тиску.

Аж ось цей прилад, який складається зі стрічки, яку називають манжеткою і вдягають на передпліччя. (**два учні вимірюють тиск**)

Уч8  Повітря напомповують в середину манжети. Кров'яний тиск вимірюють тоді, коли повітря виходить з манжети. Тиск представлений у вигляді одного числа над другим числом.Верхнє –це тиск у кровоносних судинах в момент, коли серце виштовхує кров. Нижнє - тиск у кровоносних судинах у момент, коли серце відпочиває між ударами.(два учні вимірюють тиск)

Уч 9    Нормальним кров'яним тиском вважають 120/80 або менший. Кров'яний тиск кожної людини може бути різним у різний час доби та в різні дні.Підвищений кров'яний тиск називають також артеріальною гіпертензією. Чим важче для крові проходити через кровоносні судини, тим вищі показники кров'яного тиску.

Уч 10 При високому тиску серце працює з більшим навантаженням ніж звичайно

Високий кров'яний тиск може спричинити дискомфорт і ряд захворювань.

Команда математиків

Оскільки біологи працювали із тонометром, яким визначали тиск у людини. А його значення пов’язане з швидкістю крові по артеріям людини, яка дорівнює 1,8 км/год, це уявити важко і тому вам завдання виразити це число у м/сек.

Пропонуємо переглянути відео про дію тиску на тіло людини. Отже на 1см2 тіла людини діє 1кг, порахуйте який тиск діятиме на людину з заданими параметрами.(на одного з вас, попередньо вимірявши зріст і ширину по плечах).

ІV етап «Вплив навколишнього середовища на здоров’я людини»

Учень : На сьогоднішньому заході ми показали як поєднані різні науки. А в нашому випадку – фізика. Біологія. Математика.

Уч 11. Щоб запобігти серцево-судинним захворюванням ми пропонується вести здоровий спосіб життя, займатися спортом, уникати шкідливих звичок , піклуватися про своє здоровя.                                  

Дякуємо за увагу!

Література:

1. Захар’їн Г.П. Курс загальної фізики. - К.: Рад.шк. т.1.

1961.

2. Кікоїн І.К. Молекулярна фізика. – К.: Рад.шк. 1976.

Загальна фізика: лабораторний практикум.: Навч. посібник

/ За заг. ред. І.Т.Горбачука. – К.: Вища шк., 1992. С.166

169.

3. Загальний курс фізики: Навч. посібник для студентів ви-

щих техн. і пед. закладів освіти / Кучерук І.М., Горбачук

І.Т., Луцик П.П.; За ред. І.М. Кучерука. – К.: Техніка,

Т.1.1999.

4. Дущенко В.П. Кучерук І.М. Загальна фізика. Фізичні основи

механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Вища

шк. Головне вид-во, 1987.

5. http://8next.com/bl/3535-bl_021.html
6. http://moyaosvita.com.ua/fizuka/atmosfernij-tisk-na-riznix-visotax-i-barometr-aneroїd/
7. http://moyaosvita.com.ua/fizuka/vimiryuvalni-priladi-cina-podilki/