Театралізований фізичний вечір «Атмосферний тиск і закон Архімеда»

Театралізований фізичний вечір

«Атмосферний тиск і закон Архімеда»

Для учнів 7-х класів

В.В.Кучмет, учитель фізики та астрономії

Мета: систематизувати і узагальнити знання учнів із теми «Атмосферний тиск та сила Архімеда»; перевірити вміння користуватися одержаними знаннями у нестандартних ситуаціях, при виконанні практичних завдань. Виховувати в учнів самостійність у здобуванні знань, допитливість, творчий підхід до пояснення фізичних явищ.

Наочне оформлення: плакати «Найважливіше завдання цивілізації – навчити людину мислити. Т.Едісон», «Гра не є пустою забавою, це зміст життя дитини, її творча діяльність потрібна для її розвитку. У грі дитина живе, і сліди цього життя глибше залишаються в ній, ніж слід дійсного життя. К.Ушинський»; портрети Блеза Паскаля, М.В.Ломоносова, Архімеда.

Музичне оформлення: музичні твори:«Марш» Адамцевич, «Маленька нічна музика» В.Моцарт; пісня «Чарлі» Р.Паулс; частівки «Ярославские ребята».

Обладнання: магнітофон, проектор, фільмоскопи, парти, стільці, шкільна дошка.

Реквізити та аксесуари: терези, повітряні кулі(2 шт.), банка з водою, трубка з поршнем, магдебурзькі півкулі, барометр-анероїд, трон, карманні дзеркальця, корона Гієрона, хітони, динамометр, циліндр на нитці, 2 пляшки з вузькою горловиною, сік, 2 банки згущеного молока, склянка, монета, тарілка, зварене яйце,пляшка з широкою горловиною, шило, вата, спирт, сірники, імпровізовані трон та ванна.

Дійові особи: цар Гієрон, Архімед, цариця, придворні дами, жрець, лазняр, майстер, охорона, танцівниці, вчитель, учні, факіри.

Хід вечора

Актовий зал. На сцену виходять ведучі

Ведуча: Вітаємо всіх присутніх у цій залі. Наш захід, присвячений атмосферному тиску та  законам Архімеда і Паскаля, ми починаємо піснею.

На сцену виходить група учнів і виконує пісню під фонограму твору Р.Паулса «Чарлі»

Сьогодні в нашім залі

Всі фізиками стали,

Веселі запитання

Повинні вам задать.

Із жартом веселіше

Сміх – справі не зашкодить,

Хто знає – відповість

Хто здогадався – скаже.

Хоч фізика коварна,

Повеселимся ми.

Сьогодні в цьому залі

Всі фізиками стали,

Задачі не з легких

Прийдеться розв’язать.

На сцену виходять ведучі

Ведучий: Сьогодні, дорогі учні, ми поговоримо про історію відкриття деяких фізичних явищ і законів. Ви зможете взяти участь у конкурсах, перевірити свої знання з фізики і застосувати їх на практиці.

Ведуча: Не всі уявляють, що ті дані про фізичні явища, з якими ми тепер знайомимось у школі і які здаються нам простими, були відомі людям не завжди, а відкриті  і вивчені в результаті великої напруженої праці вченими різних країн. Уявіть собі, що ви присутні на уроці в школі 1600 р.

Ведучі залишають сцену. Відкриваються завіси. На сцені біля шкільної дошки стоїть учитель та сидять за столом три учні. На учительському столі знаходяться терези, дві повітряні кулі, банка з водою, трубка з поршнем

Вчитель: Почнемо урок. Чотири стихії відомі нам: земля, вода, вогонь, повітря. Які властивості має повітря?

1-й учень: Великий грецький учений Аристотель довів, що повітря ваги не має. Він поклав на терези два однакових шкіряних бурдюки: один сплюснутий, а  інший накачаний повітрям. Терези були в рівновазі.

Показує дослід: підвішує до шальок зрівноважених терезів надуту та пусту повітряні кульки

Вчитель: Хороша відповідь. Тепер поговоримо про воду. Усі знають, що вода важка. Чому ж вона піднімається за поршнем насоса, що приводить у дію фонтан?

Виконує дослід: опускає у воду трубку з поршнем і переміщує його вгору

2-й учень: Вода піднімається тому, що природа боїться пустоти. Коли ми рухаємо поршень вгору, під ним залишається безповітряний простір і вода заповнює його.

Вчитель: Добре, друзі мої, урок закінчений.

Закриваються завіси. На сцену виходять ведучі

Ведучий: Я думаю, що ви всі помітили, що наукові уявлення 1600 р. про властивості повітря і дії поршневого насоса різко відрізняються від сучасних.

Звертається до залу

Поясніть, у чому полягала помилка Аристотеля? Як потрібно провести дослід, щоб виявити, що надута кулька важча?

Глядачі в залі відповідають на запитання ведучих

1-й глядач: Потрібно зважувати в пустоті. Виштовхувальна сила, що діє на кульку, дорівнює вазі повітря, яким він наповнений.

Ведуча: У 1640 р. в Італії в саду герцога Тосканського побудували великий фонтан, але коли пустили воду, виявилось, що вода піднялась за поршнем насоса лише на 10,3 м. Звернулися за допомогою до вченого Галілео Галілея. Він перевірив насос – справний; подумавши, сказав, що вище таким методом воду підняти не можна. Пояснив це явище учень Галілея – Еванжелісто Торрічеллі. Поясніть, чому вода не піднімається вище 10,3 м.

2-й глядач: Нормальний атмосферний тиск 760 мм.рт.ст. або 0,76 м.рт.ст. Це значить, що він може утримати ртутний стовпчик висотою 0,76 м. Густина води в 13,6 разів менша за густину ртуті, значить атмосферний тиск може підняти водяний стовп у 13,6 разів вищий, ніж ртутний – 10,3 м.

Ведучий: 8 травня 1654 р. з усіх німецьких міст збиралася знать, щоб подивитись, як бургомістр міста Магдебурга Отто фон Геріке демонструє дослід. Коли викачали повітря насосом з простору між двома складеними разом півкулями, то відірвати їх одну від одної не змогли дві упряжки коней по чотири в кожній.

Звучить мелодія частівок «Ярославские ребята». На сцену виходять 4 учні. У руках – магдебурзькі півкулі: в одних півкулі відкриті, в інших складені, у них відкачано повітря. Частівки супроводжуються пантомімою

В славном граде Магдебурге

Начинается показ.

Император сам приехал

Посмотреть на этот раз.

Герике поставил опыт:

Полушарии он взял

Выкачал оттуда воздух,

Растянуть их предлагал.

Над ученым все смеялись,

К знахарю его вели

Только сколько не старались,

Отделить их не смогли.

Две упряжки прискакали,

Стали в стороны тянуть,

Еле-еле растащили

Объясните, в чем тут суть?

Виконавці частівок залишають сцену. Ведучі звертаються до присутніх у залі

Ведуча: Скажіть, яка сила стискала півкулі в досліді Геріке?

3-й глядач: Так як з простору між півкулями відкачали повітря, то зовнішнє повітря стискає півкулі з силою, рівною добутку атмосферного тиску на площу поперечного перерізу.

Ведучий: У 1663 р. у світ вийшла книга Блеза Паскаля. У ній описані досліди, які показують, що атмосферний тиск міняється з висотою над рівнем моря. Поясніть причину цього явища і як за допомогою барометра виявити, на якій висоті ми знаходимося над поверхнею Землі?

4-й глядач: При підйомі зменшується стовп повітря над поверхнею Землі. Необхідно виміряти барометром атмосферний тиск, наприклад, у дворі школи і в залі, взяти їх різницю і помножити на 12, так як на кожні 12 м висоти атмосферний тиск змінюється на 1 мм.рт.ст.

Ведуча: Великий російський учений М.В. Ломоносов багато часу приділив вивченню повітряної оболонки Землі. Він увів слова «атмосфера», «барометр». Ломоносов один із перших пояснив механізм передачі атмосферного тиску за всіма напрямками без зміни. Чому в кімнаті на першому поверсі і на вулиці атмосферний тиск однаковий?

5-й глядач: Молекули газу(повітря) швидко рухаються і легко проникають із вулиці в кімнату через щілини вікон, дверей, і тиск вирівнюється.

Ведуча: Отже, підведемо підсумок першої частини нашої зустрічі: про атмосферний тиск і його особливості люди дізналися завдяки працям фізиків з Італії – Галілео Галілея, Еванжелісто Торрічеллі, Франції – Блеза Паскаля, Германії – Отто Геріке, Росії – М.В.Ломоносова.

Ведучий: Зараз ми перенесемося в Грецію кінця ІІІ ст. до н.е. Саме в цей час в Сіракузах на острові Сицилія жив і працював один із великих учених – Архімед. Йому належать ряд відкриттів у фізиці і математиці, він був талановитим конструктором, який винайшов важіль, гвинт, блок, коловорот. Під час війни з римлянами він допоміг рідному місту, сконструювавши «метательные» машини. В основу сцен, які ви зараз побачите, покладені легенди, пов’язані з іменем Архімеда. Але це ще і фантазія учнів.

Дія перша

На середині сцени стоїть трон, на якому сидить Цар Гієрон. Під музику Адамцевича «Марш» виходять охорона, жрець, Архімед, танцівниці, придворні дами, цариця. Жрець і Архімед стають ліворуч від трону, усі вітають царя

Гієрон: Сьогодні у нас великий день. Римляни зняли облогу міста і відпливли з Сицилії. Подякуємо богові за нашу перемогу, яка дісталася нам нелегко, і вона є не випадковою. Наші військові машини виявилися кращі за римських. Їх винайшов наш математик, механік, астроном та інженер Архімед. У нас були такі машини, які кидали на великі  та малі відстані розплавлений свинець, його катапульти обстрілювали морські судна. Машини навели на римлян такий жах, що вони не наважилися піти в наступ. Наші воїни билися мужньо, але вони не змогли б перемогти без знань і мудрості Архімеда.

Цариця: Так я і знала, що про нас забудуть! Коли римляни хотіли захопити місто, великий Архімед сказав, що без жінок ворогів не перемогти. Він наказав нам взяти всі свої дзеркала і стати на стінах міста, направляючи сонячні промені, які відбиваються від дзеркал, спочатку на паруса одного корабля – вони загорілися, а потім й на інші. Римляни були нажахані і почали відступати. А тепер про нас забули?! А ну, жінки, підніміть свої дзеркала!

Дівчатка в залі і на сцені піднімають дзеркальця, на які напрямляється світло від проектора і фільмоскопів. Цар встає з трону, виходить уперед, піднімає руки і вітає жінок.

Жінки вклоняються царю і залишають сцену

Гієрон: Покликати до мене майстра!

Входить майстер із короною в руках. Цар звертається до жреця

Гієрон: Головний жрець храму Зевса! Щоб відзначити перемогу над Римом, дарую храму золоту корону.

Жрець: Великий царю! Дякую! Ти дав майстру на корону 2 мірки золота. Чи можу я перевірити вагу корони?

Гієрон: Перевір.

Жрець дістає пружинні ваги-динамометр і зважує корону

Жрець: Так, тут дійсно 2 мірки. Але як з’ясувати, чи з одного золота зроблена корона? Можливо, майстер додав до неї срібло, а частину золота взяв собі? Це може викликати гнів Зевса.

Цар звертається до вченого

Гієрон: О, мудрий Архімед! Ця задача тільки для тебе. З’ясуй, не псуючи корони, чи немає в ній домішок.

Усі йдуть зі сцени. На ній залишається лише Архімед із короною в руках. Він міркує. Завіси закриваються

Дія друга

Сцена прикрашена реквізитами лазні. Лазняр під музику В.Моцарта «Маленька нічна музика» готує імпровізовану ванну. Заходить Архімед і тримає в руках корону

Архімед: Яка красива корона! Яка складна форма! А мені необхідно визначити її об’єм. Навіщо? Це зрозуміло…Золото - важкий метал, а срібло легше. Якщо корона зроблена не з чистого золота і вага залишається сталою, то об’єм буде більшим. Як визначити об’єм?

Лазняр: Архімед! Ванна готова!

Архімед: Зараз!Зараз!

Лазняр: Ну ось, як завжди.

Архімед: Іду

Лазняр знімає з Архімеда хітон і вішає його на стілець. Архімед у світлих штанях сідає у ванну

Архімед: Дивись! Я ліг у воду і рівень води піднявся. А я став начебто, легшим. Подай сюди корону і пружинні терези. Зважу корону в повітрі. Ось…А тепер опущу її у воду і…І вона стала легшою! На корону діє виштовхувальна сила, що дорівнює вазі витісненої води! Так…Густину води я знаю. Значить зараз підрахую об’єм корони. Готово. Тепер потрібно згадати, чому дорівнює об’єм двох мірок золота. Отже…Тут є домішки срібла…Еврика!

Вискакує з ванни і біжить, потім зупиняється і стукає собі по лобі

Е ні! Голим я не піду, навіть заради того, щоб про це розповідали в школах протягом наступних двох тисяч років!

Повертається, одягає хітон і йде до царя

Лазняр: Еврика! Еврика! Тепер два тисячоліття всі будуть говорити, що Архімед закон відкрив. А я вважаю, що в цій справі лазняр головний. Не було б мене – не було б ванни, не було б ванни – не було б відкриття.

Завіси закриваються

Дія третя

Тронний зал. Цар сидить на троні. Жрець стоїть біля трону. Вбігає Архімед

Архімед: Великий царю! Я розв’язав твою задачу! Боги просвітили мене, я дізнався, що в короні є домішки срібла. Майстер – злодій!

Жрець: Нехай гнів Зевса впаде на його голову!

Гієрон: Охорона! Арештувати злодія!

Майстер втрачає свідомість. Охорона виносить шахрая

Архімед: Шляхом тлумачень я прийшов до висновку! Тіла, перебуваючи в рідині, втрачають у вазі рівно настільки, скільки важить рідина, взята в об’ємі цього тіла. Цей висновок настільки важливий, що нарікаю його законом. Ним будуть люди користуватися віками.

Німа сцена: всі діючі особи виходять на сцену, оточують Архімеда і з повагою і захопленням дивляться на нього. Закриваються завіси.

Виходять ведучі. Асистенти виносять необхідні матеріали

Ведучий: Наступний номер нашої програми – веселі задачі «Зумій напитися». Перша весела задача.

У нас є дві пляшечки з дуже вузьким горлом, які наповнені соком. Учаснику потрібно випити сік з пляшок, тісно охопивши шийку пляшки губами і не розтискаючи їх.

Глядачі намагаються виконати завдання, але нічого не виходить

Ведучий: Коли ми п’ємо, то періодично втягуємо повітря із ротової порожнини в легені. У роті створюється область пониженого тиску, і рідина під дією атмосферного тиску направляється туди. Коли ми не розтискаємо губи, тиск і в пляшці, і в роті вирівнюється і рідина не тече.

Ведуча: Друга весела задача. А я візьму банку із згущеним молоком. Ця банка залізна, але щоб її відкрити, треба мати консервний ніж, якого у нас немає, а є шило. Як за допомогою шила випити молоко?

6-й глядач: Потрібно пробити два отвори. Коли банку перевернути, через один отвір буде заходити повітря, створюючи там атмосферний тиск, а з іншого – витікати молоко під дією власної ваги.

Асистенти прибирають реквізит. Глядачі, які брали участь, займають свої місця в залі

Ведучий: А зараз ви познайомитесь із двома індуськими факірами Абу-Алі та Хусейном Махмудом. Вони відомі не лише на своїй батьківщині, їх знають і в Австралії, і в Африці, і на островах Океанії, і навіть у нашій школі. Факіри покажуть  вам свої фокуси.

На сцену виходять факіри в яскравих костюмах. Їм виносять необхідний реквізит

Перший факір: Увага! На столі стоять пляшка з водою і склянка. Зараз я, не нахиляючи пляшки, наллю рідину в склянку. Я вставляю у пляшку корок із зігнутою скляною трубкою, дую в неї і відходжу від стола. Вода піднімається по трубці і виливається в склянку, що стоїть поряд. Хто пояснить цей фокус?

7-й глядач: У пляшку вдули повітря. Тиск над поверхнею рідини став більший за атмосферний, і це примусило рідину піднятися по трубці. Вода виливається до того часу, поки тиск у пляшці, внаслідок збільшення об’єму повітря в ній, знову не стане рівним атмосферному.

Другий факір: А я покажу ось такий фокус. Я кладу на тарілку монету і наливаю воду. Зараз я дістану монету з тарілки, не замочивши пальців. Я підпалюю вату, змочену у спирті, і опускаю її в склянку. Ставлю склянку, перевернуту вверх дном на тарілку. Вода всмоктується в склянку, а я піднімаю з тарілки монету, не замочивши навіть пальця. Поясніть тепер це чудо.

8-й глядач: При горінні вати повітря у склянці нагрівається , розширюється і виходить зі склянки. Тому, коли вогонь гасне і повітря в середині охолоджується, тиск стане нижче за атмосферний, і рідина з тарілки підніметься у склянку.

Перший факір: Ще один фокус! Я беру зварене вкруту, очищене яйце. Розміри яйця набагато більші, ніж горло цієї пляшки. Опускаю у пляшку ватку, змочену в спирті і запалюю її. Яйце кладу на горло. І…Диво! Яйце втягується у пляшку. Чому?

9-й глядач: При горінні вати повітря нагрілося, розширилося і його частина вийшла із пляшки. Коли поклали на горлечко яйце, вогонь згасає, повітря охолоджується і стискається. Тиск всередині стає меншим за атмосферний. Зовнішній атмосферний тиск  протиснуло яйце.

Під оплески факіри залишають сцену

Ведучий: Ось і підійшов до кінця наш вечір, під час якого ми повторили матеріал із теми «Тиск рідин і газів», а також добре відпочили та розважились. У його підготовку ми вклали багато видумки, фантазії, праці. Тому сьогодні все було цікаво!

Ведуча: Бажаємо всім успіхів! До зустрічі!

Глядачі та учасники свята залишають актовий зал