Меню

Атмосферное давление в технике и сельском хозяйстве

Учебная конференция в 7-м классе «Атмосферное давление и жизнь»

Разделы: Физика

Цели:

Образовательный аспект.

  • Сформировать знания об атмосферном давлении.
  • Познакомиться с историей открытия атмосферного давления.
  • Сформировать умение применять знания на практике для объяснения физических явлений.
  • Обобщить знания на уровне межпредметных связей (география, биология).

Развивающий аспект.

  • Продолжить работу по развитию мышления (операций анализа и синтеза, умения выделять главное, самостоятельно формулировать выводы).
  • Продолжить работу по овладению методами научного исследования(уметь проводить эксперимент, делать из него выводы)
  • Развивать речь.
  • Расширить кругозор учащихся.

Воспитательный аспект.

  • Продолжить развитие познавательного интереса.
  • Воспитание умения помогать друг другу.
  • Воспитывать уважение к интеллектуальному труду.

Подготовка:

  • за 2 недели разделить класс на группы — секции, в каждой секции выбирается руководитель,
  • выдать чёткую инструкцию для подготовки докладов и проведения экспериментов.

Секции:

1. Атмосфера нашей планеты:

  • Строение атмосферы.
  • Химический состав, изменение состава с высотой.
  • Уменьшение плотности с высотой.
  • История открытия: фонтаны в саду герцога Тосканского.
  • Опыт с Магдебургскими полушариями.

Литература.

  1. Детская энциклопедия. Том1. [Текст]/ М.: Педагогика, 1971(с.188-192)
  2. Книга для чтения по физике. [Текст]/ М.: Просвещение, 1986 (с.71-74, 75-76)
  3. Колтун М.М. Земля. [Текст]/ Колтун М.М. — М.: Мирос, 1994 (с.120)
  4. Ландау Л.Д., Китайгородский А.И. Физика для всех. [Текст]/ Ландау Л.Д., Китайгородский А.И. М.: Наука, 1974 (с182-183)
  5. Шабловский В. Занимательная физика. [Текст] / Шабловский В. — СПб.: Тригон, 1997- 416с. (с.7-9, 10-13))

2. Атмосферное давление в жизни человека и животного.

  • Как мы дышим.
  • Как мы пьём.
  • Передвижение по болоту.
  • Различные присоски.
  • Влияние понижения давления на организм человека и животных.

Литература.

  1. Билимович Б.Ф. физические викторины. [Текст]/ Билимович Б.Ф. — М.: Просвещение, 1968 (с.53)
  2. Гальперштейн Л. Забавная физика: Научно-популярная книга. [Текст]/ Гальперштейн Л. -М.: Детская литература, 1993.- 255с. (с. 153-156)
  3. Книга для чтения по физике. [Текст]/ М.: Просвещение, 1986 (с.80-81)
  4. Перельман Я.И. Занимательная физика. Кн 1. [Текст]/ Перельман Я.И. — Домодедово: ВАП, 1994 (с.99)
  5. Роуэлл Г., Герберт С. Физика. [Текст]/ Роуэлл Г., Герберт С. — М.: Просвещение, 1993 (с.78).

3. Использование атмосферного давления в медицине, в сельском хозяйстве.

  • Действие медицинской банки
  • Как действует пипетка.
  • Как действует медицинский шприц.
  • Барометрическая поилка для птиц.
  • Доильные аппараты.
  • Мойка животных.
  • Уборка хлопка.

Литература.

  1. Билимович Б.Ф. физические викторины. [Текст]/ Билимович Б.Ф. — М.: Просвещение, 1968 (с.51)
  2. Браверман Э.М. Вечера по физике. [Текст]/ Браверман Э.М. — М.: Просвещение, 1969. (с.35,36)
  3. Книга для чтения по физике. [Текст]/ М.: Просвещение, 1986 (с.81-82)
  4. Куприн М.Я. Физика в сельском хозяйстве. [Текст]/ Куприн М.Я. — М.: Просвещение, 1985.(с.31,32,34-36)
  5. Роуэлл Г., Герберт С. Физика. [Текст]/ Роуэлл Г., Герберт С. — М.: Просвещение, 1993 (с.78, 87).

4. Использование атмосферного давления в технике.

  • Вибровакуумные установки.
  • Велосипедный насос.
  • Барометрический высотомер.
  • Колесо с пневматической шиной.

Литература.

  1. Браверман Э.М. Вечера по физике. [Текст]/ Браверман Э.М.-М.: Просвещение, 1969. (с.36-38)
  2. Книга для чтения по физике. [Текст]/ М.: Просвещение, 1986 (с.78)
  3. Роуэлл Г., Герберт С. Физика. [Текст]/ Роуэлл Г., Герберт С. — М.: Просвещение, 1993 (с.87-88).
  4. Шабловский В. Занимательная физика. [Текст]/ Шабловский В. — СПб.: Тригон, 1997 — 416с. (с.14)
Читайте также:  Как отрегулировать давление в газовом котле бакси

5. Эксперименты с атмосферным давлением.

Литература.

  1. Билимович Б.Ф. физические викторины. [Текст]/ Билимович Б.Ф.- М.: Просвещение, 1968 (с.49-51)
  2. Гальперштейн Л. Забавная физика: Научно-популярная книга. [ Текст]/ Гальперштейн Л. — М.: Детская литература, 1993.(с. 156-162)
  3. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. [Текст]/ Горев Л.А. — М.: Просвещение, 1985. (с.22-26)
  4. Перельман Я.И. Занимательная физика. Кн 1. [Текст]/ Перельман Я.И. — Домодедово: ВАП, 1994 (с.98-99)

6. Новости науки.

Литература.

Руководитель готовит протокол работы секции, указывает фамилию, имя выступающего, тему сообщения, вопросы, оценки. Кроме того каждому участнику выдаются листочки для заметок, на которых они фиксируют свою оценку (словесную) каждому выступлению. Эти листочки затем афишируются — наклеиваются на рефлексивный лист. Выступление каждого участника секции не больше 5 минут. Затем выбирается наиболее яркое выступление, дорабатывается совместно в секции, оформляется наглядность (рисунки, схемы, слайды презентации). Каждый руководитель секции представляет своего докладчика. Доклад не больше 7 минут.

Рефлексия: каждый слушатель делит страницу на 2 части: что нового я узнал и чему я научился.

Оценивается доклад в классе, выступления на секциях, все выступления сдаются в письменном или электронном виде и в дальнейшем оформляются в сборник.

Источник

Школьная Энциклопедия

Nav view search

Навигация

Искать

Использование давления в практических целях

Человек давно научился использовать давление в своей практической деятельности.

Давление твёрдых тел на службе человеку

Трудно назвать точный период, когда появилась первая лопата. Скорее всего, ещё в древние времена, когда люди начали заниматься земледелием. Казалось бы, какое отношение имеет этот инструмент к использованию давления в практических целях? Оказывается, самое прямое.

Из формулы расчёта давления мы знаем, что чем меньше площадь поверхности твёрдого тела, к которому приложена сила, тем бóльшим будет давление, создаваемое этой силой на единицу площади. Конструкция лопаты такова, что когда мы ею копаем землю, то своим весом создаём большое давление на поверхность очень маленькой площади. Чем острее заточена лопата, тем меньшее усилие нам нужно приложить, чтобы она вошла глубоко в землю.

По такому же принципу создаёт давление обычная канцелярская кнопка. Достаточно придавить её пальцем, как её заострённый конец легко входит в деревянную поверхность.

Сконцентрировать силу на малой площади и тем самым увеличить давление можно с помощью простого приспособления, называемого клином.

Клин представляет собой призму, рабочие поверхности которой сходятся под острым углом. Если приложить силу к основанию этой призму, то она разложится на 2 составляющие, перпендикулярные рабочей поверхности. Каждая из этих сил создаёт давление на поверхность тела, в которое этот клин вгоняется. Используя клин, например, раскалывают древесину. В Древнем Египте с помощью бронзовых клиньев откалывали каменные блоки для строительства.

Клин — один из простейших механизмов, позволяющих ещё и увеличивать приложенную силу. Отношение силы, которую развивает механизм (нагрузки) к прикладываемой силе (усилию) называется выигрышем силы. Выигрыш силы для клина равен отношению его длины к толщине тупого конца. По принципу клина действуют топор, игла, пилá, нож.

Использование давления воздуха в технических устройствах

Простейшее устройство, использующее в своей работе атмосферное давление, — медицинский шприц. Он состоит из прозрачного цилиндра, внутри которого ходит поршень. Когда нам нужно набрать в шприц лекарственный раствор, мы начинаем поднимать поршень. Воздух между дном и поршнем разрежается. И за счёт разницы давлений внутри шприца и наружного атмосферного давления жидкость будет подниматься вверх, пока не заполнит свободное пространство.

Читайте также:  Как убрать ошибку давления в шинах на инфинити

Так же поднимается жидкость в пипетке. По такому же принципу устроены доильный аппарат, поилка для птиц, мыльница на присосках, пылесос.

Всасывающий водяной насос

Первым устройством, использующим атмосферное давление, был всасывающий водяной насос. Его изобрёл и описал древнегреческий механик Ктептизий в 1 веке до н.э. В те времена металлов ещё не было, и насосы изготавливались из дерева. Конечно, они часто ломались и были недолговечны. Но их успешно использовали для тушения пожаров. Позднее, когда началась промышленная революция, с помощью таких насосов стали откачивать воду из шахт и рудников. В наше время водяные насосы используются для подъёма воды из скважин и колодцев.

Самый простой всасывающий насос, как и шприц, также состоит из цилиндра, внутри которого движется плотно пригнанный к стенкам цилиндра поршень. Но в отличие от шприца, в самом поршне и в нижней части цилиндра имеются 2 клапана. Они открываются только вверх. Когда поршень поднимается вверх, воздух в цилиндре разрежается, давление понижается. Открывается нижний клапан, и вода под воздействием атмосферного давления устремляется вверх за поршнем. Когда поршень начинает двигаться вниз, вода давит на нижний клапан, и он закрывается. Но в это же время под давлением воды открывается клапан в самом поршне, разрешая воде заполнять пространство над ним. Когда поршень снова начнёт своё движение вверх, находящаяся в цилиндре над ним вода также будет подниматься и начнёт выливаться в трубу.

Воздушный насос

Воздушный насос, которым мы накачиваем мяч или автомобильную шину, использует в своей работе сжатый воздух. Простейший воздушный насос похож на шприц. Конечно, его цилиндр и поршень отличается от аналогичных частей шприца размерами и материалом, из которого они изготовлены. Кроме того, такой насос имеет в корпусе 2 отверстия. Одно предназначено для забора воздуха, а в другое вставлен резиновый шланг с ниппелем на конце. Воздух попадает в корпус, когда поршень движется вверх. Опускаясь, поршень сжимает воздух и выталкивает его через ниппель в шину или мяч.

Ниппель — специальное приспособление, пропускающее воздух только в одну сторону. Он представляет собой тоненькую металлическую трубочку, в боковой поверхности которой есть маленькое отверстие. На это отверстие надевают резиновую трубочку, которая раздувается и пропускает воздух, подающийся из насоса под давлением. Обратно выйти трубочка воздуху не позволяет. Этот процесс мы наблюдаем, когда накачиваем простым ручным насосом колесо велосипеда. Если мы не поставим ниппель на шланг насоса, воздух тут же вырвется из колеса наружу.

Насос-компрессор

Работает такой насос по такому же принципу, что и воздушный насос. Но поршень приводится в движение не вручную, а с помощью специального вращающегося маховика. Цилиндр в компрессоре расположен горизонтально, поршень движется влево-вправо. В цилиндре поставлена заслонка, в которой расположен клапан, открывающийся при движении поршня вправо. В этот момент воздух, сжатый поршнем, закачивается в шину или баллон. При движении влево открывается клапан в поршне и атмосферный воздух попадает в цилиндр.

Читайте также:  Психология психологического давления на человека

Гидравлическая машина

Устройства, действующие на основе законов о равновесии жидкостей, широко используются в современной технике. Они называются гидравлическими машинами.

Простейшая гидравлическая машина состоит из двух цилиндров, имеющих разные диаметры, соединённых между собой трубкой. Внутри каждого цилиндра движется поршень соответствующего диаметра. Цилиндры заполняют жидкостью. Так как они являются сообщающимися сосудами, то жидкости в них устанавливаются на одном уровне.

Предположим, площади поршней равны S1 и S2. На поршни соответственно действуют силы F1 и F2.

Давление под поршнем меньшей площади р1 = F1/S1. Давление под бóльшим поршнем р2 = F2/S2. Согласно закону Паскаля, давление жидкости передаётся одинаково по всем направлениям. Следовательно, р1 = р2, а F1/S1 = F2/S2. Отсюда следует, что F2/F1 = S2/S1.

На бóльший поршень действует сила во столько раз превышающая силу, действующую на меньший поршень, во сколько раз площадь бóльшего поршня больше площади меньшего.

Отношение F2/F1 называют выигрышем в силе.

Гидравлическая машина позволяет с помощью малой силы уравновесить большую.

Принцип работы гидравлической машины положен в основу работы гидравлического пресса. Такие прессы применяются там, где требуется сила большой величины, например, на маслобойных заводах при выжимке масла из семян, для изготовления деталей под большим давлением на металлургических производствах и др.

Тело, которое нужно сжать, кладут на платформу, соединённую с поршнем бóльшей площади. С помощью меньшего поршня создают давление, которое передаётся на бóльший поршень. Сила, воздействующая на него, многократно превосходит силу, приложенную к малому поршню. Под её действием поднимается платформа вместе со сжимаемым телом. Так как над ней закреплена ещё одна платформа, неподвижная, то тело упирается в неё и сдавливается.

Работа шлюзов

На основе закона о сообщающихся сосудах устроена работа шлюзов. Чтобы перевести судно из одного водного пространства в другое, если у них разные уровни воды, делают обводной канал со шлюзом. Например, судну нужно обойти плотину ГЭС на реке. Естественно, уровни воды до плотины и после неё различаются.

Собственно, шлюз — это герметичная камера, которая соединяет две части водного канала. По обеим её сторонам расположены металлические щиты (ворота), которые открываются попеременно в зависимости от направления движения судна. Если судно поднимается по каналу, то для его захода в шлюзовую камеру открываются нижние ворота. После того как оно туда зашло, эти ворота закрывают. Уровень воды в камере с помощью перепускного клапана повышается до её уровня в следующем участке канала. После этого открываются другие ворота, и судно выходит из шлюза. Если судно нужно перевести на участок с более низким уровнем воды, то процесс происходит в обратном направлении.

Описанные выше примеры устройств, использующих в своей работе давление, очень просты по своей конструкции. Но принципы их работы положены в основу гораздо более сложных по своим функциональным возможностям приборов и аппаратов, которые успешно применяются практически во всех отраслях промышленности.

Источник

Adblock
detector