Конкурсные работы обучающихся

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

 Северного района Новосибирской области

Северная средняя  школа

Фестиваль конструкторских идей

«Шар Паскаля»

                                       Выполнила  Дмитриева Елизавета,

                                                          обучающаяся  7 «в» класса

                                                          МКОУ Северной СШ

                                   Руководитель Карюкина Светлана Валериевна,

                                                           учитель физики

МКОУ Северной СШ

Северное

2022 г.

Содержание

1. Введение………………………………………………………...………...3
2. Немного истории.………………………….…………………….…….....4
3. Практическая часть…………………………………………………...… 5
4. Заключение……………….………………………………….…….…....14
5. Список использованных источников……………..….………………..15
6. Приложения…………………..…………………………………………16

Введение

      На уроках физики мы изучали тему «Давление жидкостей и газов. Закон Паскаля».  Закон Паскаля – один из основных законов физики, поэтому он нашел огромное применение в современном мире. Именно открытие этого закона лежит в основе создания гидравлических систем. Мне захотелось создать устройство, в основе действия которого лежит закон Паскаля.

       Актуальность работы состоит в том, что для постановки опыта, экспериментальной проверки закона, демонстрации явления очень часто необходимо использовать прибор. Я представлю описание физического прибора «Шар Паскаля».

      Цель работы: конструирование в домашних условиях   физического прибора – шара Паскаля.

     Для достижения  указанной цели поставлены следующие задачи:

- изучить историю открытия закона Паскаля;

- объяснить закон Паскаля;

- изучить практическую значимость закона Паскаля;

- изготовить шар Паскаля;

- дать рекомендации по постановке опытов.

     Методы работы: изучение дополнительной литературы, аналогия, моделирование, эксперимент.

    Объект исследования: давление жидкостей.

   Предмет исследования: закон Паскаля.

Немного истории

     Блез Паска́ль - гениальный учёный, физик, математик, изобретатель, писатель, философ и религиозный мыслитель. Блез Паскаль был необыкновенно одарённым человеком. Родился Паскаль 19 июня 1623 г. во Франции. Отец Паскаля прекрасно разбирался в математике, был знаком с такими известными математиками, как Ферма и Декарт. Именно отец составил для Блеза Паскаля план обучения. Согласно этому плану, с 12 лет Блез должен был изучать древние языки, а с математикой он планировал познакомить сына в 15 лет. Но знакомство Блеза с математикой произошло гораздо раньше. Его очень интересовала геометрия.

       Физика была вторым увлечением Блеза Паскаля. Он подтвердил предположение Торричелли о том, что атмосферное давление существует. Кроме того, он высказал мысль, что с увеличением высоты атмосферное давление уменьшается. И когда в 1647 г. по описаниям Паскаля провели опыт, то оказалось, что на вершине горы давление атмосферы действительно ниже, чем у основания. Паскаль доказал, что воздух имеет вес, и вычислил приблизительную массу атмосферы. Он предложил использовать барометр для предсказания погоды, так как установил, что показания барометра зависят от температуры и влажности воздуха. В 1648 г. очень убедительно продемонстрировал, что давление зависит от высоты столба жидкости. Он вставил в закрытую бочку, наполненную водой, узкую трубку, и, поднявшись на балкон второго этажа дома, вылил в эту трубку кружку воды. Из-за малой толщины трубки вода в ней поднялась до большой высоты, и давление в бочке увеличилось на столько, что крепления бочки не выдержали, и она треснула. Полученные результаты справедливы не только для жидкостей, но и для газов. Их слои также давят друг на друга, и потому в них тоже существует гидростатическое давление. В 1653 г. Паскаль сформулировал основной закон гидростатики, согласно которому давление, производимое   на жидкость  или газ передается ею равномерно без изменения во все стороны. Этот закон назван законом Паскаля, а самого Паскаля считают основоположником классической гидростатики – науки о жидкости или газе в состояния равновесия (покоя). В честь Паскаля названа единица измерения давления в системе СИ.

    Закон Паскаля подтверждается опытом. Если в резиновом шарике, наполненном водой, проколоть очень маленькие дырочки, то вода будет сквозь них капать. Если теперь надавить в какое-нибудь одно место шарика, то из всех дырок, независимо от того, как далеко они находятся от места приложения силы, вода польется примерно одинаковыми по силе струйками. Это говорит о том, что давление распространилось по всему объему. Тоже самое произойдет, если воду заменим газом (например, дым). На рисунке показано устройство для  проверки закона Паскаля.

     Объяснить закон Паскаля можно с помощью свойств жидкостей и газов. Передача давления жидкостями и газами обусловлена достаточно высокой подвижностью частиц, из которых они состоят. Молекулы равномерно заполняют весь предоставленный объем. При опускании поршня газ, находящийся непосредственно под ним, сжимается, и частицы газа в этом месте начинают располагаться более плотно, чем внизу. Однако через некоторое время эти частицы, беспорядочно двигаясь, перемешаются с другими, и их расположение вновь станет равномерным, но более плотным, чем до опускания поршня. При этом в равной степени возрастет число ударов молекул не только о дно сосуда, но и о его боковые стенки. Это и означает, что давление поршня передается газом по всем направлениям одинаково и в каждой точке оно возрастает на одну и ту же величину. Так, если давление на газ около самого поршня увеличится на 1 Па, то во всех точках внутри газа станет больше прежнего настолько же. На 1 Па увеличится давление и на стенки сосуда, и на дно, и на поршень.

      Закон Паскаля находит практическое применение. Если на небольшую площадь поверхности жидкости подействовать определенной силой, то увеличение давления произойдет по всему объему жидкости. Это давление может совершить работу по перемещению большей площади поверхности. Таким образом, Паскаль, используя открытый им закон, в ходе проведенных экспериментов изобрел гидравлический пресс.    Сегодня гидравлические системы используется очень широко в работе гидравлического домкрата, отбойного молотка, тормозной системы в автомобиле.  

Практическая часть

Конструирование прибора

      Подручные материалы: медицинский шприц, пластмассовый шар (елочная игрушка),  «жидкие гвозди» - герметик, швейная игла, зажигалка.

      Изготовление: подберём шарик с такой насадкой, чтобы  диаметр отверстия  был равен диаметру шприца;  в шарике проделаем дырочки раскалённой иголкой, отрежем то место на шприце куда вставляют иголку вместе с широким основанием; соединим шарик и шприц с помощью герметика, оставим на некоторое время для просушки.

Опыт с шаром Паскаля

Приборы и материалы: шар Паскаля, вода, большой стеклянный сосуд.

Этапы проведения опыта

1. Нальем воду стеклянный сосуд, наберем воздух в шар Паскаля, опускаем в воду сам шар, вдвигаем поршень в сосуд, наблюдаем пузыри по всему периметру.
2. Набираем воду в шар паскаля, вынимаем из воды, воздействуем силой на ручку поршня, наблюдаем истечение жидкости из отверстий в шаре, обращаем внимание на равномерное истечение жидкости по всем направлениям: струйки воды из всех отверстий в шаре.

Объяснение опыта

Жидкость передаёт производимое на неё давление без изменения в каждую точку по всем направлениям.

Заключение

     Результат моей работы следующий.  Я сконструировала шар Паскаля –прибор, предназначенный для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкость в закрытом сосуде.  Этот прибор я принесла в класс, продемонстрировала и объяснила его работу. Я оставила шар Паскаля  в  лаборатории кабинета физики для дальнейшего использования его на уроках, вечерах.

Считаю, что опыты и приборы способствуют лучшему пониманию законов физики, увлекают учеников, заставляют лучше понимать то явление, которое они демонстрируют. Ведь известно, что заинтересованный человек в конечном итоге добивается успеха.

Список использованных источников

1. Горев Л. А. Занимательные опыты по физике. М., «Просвещение», 1985
2. Перышкин А.В., Родина Н.А. Учебник физики для 7 класса. М.: Просвещение. 2012 г.