Урок "Тиск твердих тіл на поверхню"

Урок Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску.

Мета уроку: формування ключових компетентностей:

- спілкування державною мовою:  формувати вміння  усно висловлювати свої думки, чітко та аргументовано пояснювати факти;

- уміння вчитися: організовувати роботу для досягнення результату ;

- загальнокультурну: дотримуватися норм мовленнєвої культури та дотримання правил толерантної поведінки;

- компетентність у природничих науках: формування допитливості, прагнення робити відкриття, формулювати припущення і робити висновки, пізнавати себе і навколишній світ шляхом спостереження та дослідження;

- фізичну грамотність: уміння застосовувати фізичні знання для виконання завдань усвідомлення ролі фізичних знань та вмінь в особистому житті людини;

- соціальну: проявляти ініціативу, продуктивно співпрацювати з однокласниками в групі, команді та колективі;

- інформаційну: навчити використовувати інформацію в житті, користуватися різноманітною довідниковою літературою.

- інформаційно-комунікаційна компетентність, вчити використовувати засоби інформаційно-комунікаційної компетентності у навчанні та інших життєвих ситуаціях;

Форма проведення уроку:комбінований.

Хід уроку

І. Організація навчальної діяльності.

ІІ. Повторення

Прийом «Вірю – не вірю»

1)Сила – міра взаємодії тіл

2)Деформація – зміна форми та розмірів тіла

3)Динамометр – прилад для вимірювання сили

4)g =9,8 Н/кг

5)Формула сили тяжіння

6)Формула ваги тіла

7)Одиниця площі в СІ –м²

8)Сила – скалярна величина

9)Одиниця сили в СІ – метр

10)Вага – це сила, з якою Земля притягує всі тіла

11)Площу позначають літерою L

12) Сила нормальної реакції опори N

13) Якщо тіло лежить на горизонтальній поверхні, то сила нормального тиску дорівнює силі тяжіння

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Чому машина на снігу не грузне, а людина так?

Чому ми провалюємося в пухкий сніг у чоботах і не провалюємося, коли стоїмо на лижах, адже на лижах чи без лиж людина діє на сніг з силою, що дорівнює її вазі?

     Чому кнопка входить в поверхню вістрям, а не шляпкою?

Сьогодні на уроці ми це виясним.

ІІІ. Оголошення теми і мети уроку.

Отже, тема уроку «Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску»

ІV. Актуалізація опорних знань.

Отже, ми продовжуємо вивчати тему «Взаємодія  тіл».

Що є  мірою  взаємодії  тіл? (Сила).

У вас на столах лежать важки масою 100 грам. Візьміть їх у долоню.

Що ви відчуваєте? (Їх дія, тяжкість, тиснуть)

1. А чому це відбувається? (На важки діє сила тяжіння з боку землі, яка спрямована вниз.)

Яка сила діє на цей важок? (Сила тяжіння з боку Землі)

За якою формулою знаходять силу тяжіння, що діє на тіло?

(F = mg)

2. Які сили діють на важок? (Сила тяжіння, сила пружності)

А що таке сила?

(Сила - це фізична величина, яка характеризує дію одного тіла на інше)

Як позначають силу в фізиці і в яких одиницях вона вимірюється? (F, Ньютон)

Які види сил ви знаєте? (Сила  тяжіння, сила тертя, сила пружності).

Від чого залежить результат дії сили? (Від значення і напряму прикладеної сили, від точки прикладання)

А чи залежить результат дії цієї сили від того на яку грань ми покладемо цей брусок? (Брусок на столі великий. Показую різні положення бруска) (Так, ні, не знаю)

(Відповіді учнів)

За допомогою чого в фізиці можна перевірити істинність того чи іншого висловлювання? (Дослід, експеримент)

Правильно. Тож, проведемо наступний дослід.

Дослід 1. Візьміть, будь ласка, у руки кнопку і натисніть його основою на палець. Відчули дію? А тепер оберніть кнопку, і загостреним вістрям з такою самою силою і у тому ж самому напрямі , натисніть знову ж таки на палець.

Ви відчули різницю у дії сили? Але ж сила однакова, напрям той самий і прикладали Ви до пальця. У чому причина спостережуваного явища?

Давайте виконаєм малюнок( кнопка, на яку діє палець). Розглянемо силу, з якою кнопка діє на палець F₁ і силу F₂, з якою кнопка діє на деревину. Якщо кнопка нерухома. То ці сили рівні і їх рівнодійна дорівнює нулю. З іншої сторони – з якою силою діє кнопка ,з такою ж силою діє на кнопку дерево. Тобто,

                                    F₁=F₂

 Але площа пальця набагато більша, ніж площа вістря. З курсу математики відомо про порівняння дробів з однаковими чисельниками. Отже, на кожну молекулу пальця  припадає набагато менша сила, ніж на кожну молекулу деревини. Тому сила деревини не може втримати молекули деревини і вістря входить в деревину. Значить, нам потрібна фізична величина, яка опише цю ситуацію на кількісному рівні. Отже, ця величина залежить не тільки від сили, а й від площі, на яку ця сила діє. Щоб охарактеризувати залежність результату дії сили від площі поверхні, на яку ця сила діє, використовують поняття тиску.

У розглянутих дослідах та прикладах сила діяла перпендикулярно до поверхні тіла. Такy силу називають силою тиску. Це не окремий вид сили, її природа може бути різною  Щоб охарактеризувати залежність результату дії сили від площі поверхні, на яку ця сила діє, використовують поняття тиску.

Тиск — це фізична величина, що показує, з якою силою тіло діє на одиницю площі поверхні перпендикулярно до неї. Від анг. Слова pressere-преше- тиск

Отже, ми познайомилися з тим, що таке тиск.

Він позначається буквою р.

тиск визначають за формулою , де p – тиск, F – сила тиску, S – площа поверхні). Тиск є скалярною величиною, тобто його характеризують тільки числовим значенням. Сила ж тиску, як і будь-яка сила, є величиною векторною.

За одиницю тиску беруть такий тиск, який чинить 1 Н на 1 м².  Скорочено цю одиницю записують так: 1 . На честь французького фізика, математика Блеза Паскаля одиниця тиску  1 називається паскалем (Па). Отже, 1 Па=1 .

Тиск  1  Па - дуже  малий  (стограмову  гирку  розплескати  на  площу 1 м², її  вага  на  таку  площу  створює  тиск  1 Па), тому  часто  застосовують  кратні  одиниці.

• 1 кПа = 1000 Па;
• 1 МПа = 1000 000 Па;
• 1 гПа = 100 Па; 
• 1 Па = 0,001 кПа;
• 1 Па= 0,01 гПа;
• 1 Па= 0,000001 МПа.
• Тиск у природі .У тваринному і рослинному світі зустрічаються як дуже великі, так і дуже маленькі значення тисків.У складному процесі еволюції виживають лише ті види, які краще змогли пристосуватися до навколишнього світу. І тут дуже до речі і гострі шипи троянд і кактусів, і колючки їжака і дикобраза. За таким же принципом влаштовані гострі зуби й ікла хижаків, дзьоби і лапи птахів. Ці пристосування не тільки ворога злякають, але і їжу добувати допомагають. Моржі, наприклад, своїми величезними бивнями розкопують на морському дні молюсків. Левиця гострими іклами здатна миттєво умертвити свою жертву, а інші зуби виконують роль гострих ножиць, відрізати шматки м'яса. Комахи відмінно «знають» фізику: тонкі жала комарів, ос, бджіл створюють величезний тиск, проколюючи шкіру. Рекордсменом є комар - при укусі він створює тиск до 100 млрд кПа!

Однак іноді високий тиск тільки заважає. Наприклад, при русі. Згадаймо верблюдів, їх називають кораблями пустель. Маса дорослого верблюда становить 500-600 кг, а його швидкість - від 5 до 15 км / ч. По сипучих пісках пустелі без спеціальнихпристосувань далеко не підеш. Подивіться на фото - ноги верблюда закінчуються широкими ступнями, а сама підошва товста, без рогових копит. Саме це дозволяє значно зменшити тиск на грунт. Схожу будову має нога страуса, що дозволяє йому розвивати швидкість до 70 км / ч.

• Найбільше сухопутна тварина - це слон. Його маса величезна, і якби не чотири масивних ноги з великими підошвами, нелегко б йому довелося при ходьбі! Слони - відмінні ходоки і бігуни, вони здатні підніматися на скелясті схили і не бояться навіть боліт. Все це можливо завдяки особливій будові ступні: під шкірою підошви у них є желеподібний прошарок з еластичними волокнами. Коли слон ступає, ця пружна маса приймає на себе вагу тіла і розширюється, площа збільшується і тиск на землю при цьому зменшується. При витягуванні з трясовини ступня знову стискається, що полегшує ходьбу.
• Серед хижаків найменший тиск створює росомаха. Ступні її ніг мають велику площу, що дозволяє їй легко бігати по пухкому снігу, заганяючи навіть лося. А ось на щільному снігу вона свої переваги вже втрачає.
• Дерева теж живуть відповідно до законів фізики - чим вище дерево, тим товще воно у основі, а бічнікореністворюють додаткову опору, зменшуючи тиск на грунт.
• Таблиця приблизних значень тисків у живій природі, виражена в кПа.

Тиск у техніці.  У різноманітних галузях сучасної техніки доводиться розв’язувати завдання щодо одержаних високих тисків, зниження тиску або збереження його в заданих умовах. Проблема тиску відіграє важливу роль на транспорті.

VІІ. Закріплення знань

Ми вивчили, що таке тиск. Як ви думаєте, як можна змінити тиск? (змінивши силу тиску або змінивши площу, на яку діє ця сила).

Змінювати тиск шляхом зміни сили тиску не завжди зручно і можливо. Тому змінюють площу, на яку діє сила тиску. Якщо площу поверхні збільшувати, то тиск відповідно зменшуватиметься, і навпаки, зі зменшенням площі тиск зростатиме. Ці способи знайшли застосування в техніці і природі.

А зараз я вам пропоную розв’язати задачі. (Біля дошки учень)

1. Який тиск на підлогу надає килим вагою 20 Н, площею 4 м² ?
2.  З якою силою діє танк на поверхню, якщо при площі його гусениць - 3 м², тиск його на поверхню буде 15 000 Па.
3.  Переведіть

7 кПа в паскалі;

12,5 гПа  в паскалі;

32 500 Па в кілопаскалі;

1 300 000 Па в мегапаскалі .

4. Токарний верстат масою 300 кг спирається на фундамент. Тиск становить 150000 Па. Яка площа опори верстата?

VІІІ.Підсумок уроку

На початку уроку ми з вами розглядали проблемні ситуації

1) Чому ми провалюємося в пухкий сніг у чоботах і не провалюємося, коли стоїмо на лижах, адже на лижах чи без лиж людина діє на сніг з силою, що дорівнює її вазі?

2) Чому у трактора роблять широкі шини?

3) Чому кнопка заходить у поверхню вістрям?

Ось бачите, діти, знаючи і застосовуючи даний фізичний закон, можна зберегти життя людині.

І останній дослід:

Дослід.  Станьте біля парт. Зараз ви спричиняєте певний тиск на підлогу. А зараз виконайте певну дію, щоб ваш тиск на підлогу збільшився у два рази. (Підняти одну ногу)

Домашнє завдання.         Опр. П.22 , впр.22(1-4)

Рефлексія.

Продзвенить скоро дзвінок.

Вам сподобався урок?

А чи зрозуміли ви сьогодні тему?

Зараз поплескайте 1 раз в долоні ті, хто погано засвоїв матеріал сьогоднішнього уроку.

Поплескайте 2 рази в долоні ті, хто зрозумів тему уроку, але ще є певні проблеми в застосуванні знань.

А тепер поплескайте в долоні ті, хто добре засвоїв матеріал уроку.

А я дякую вам за те, що мені було приємно з вами працювати на уроці. Дякую!