Gdy pływasz i nurkujesz również jesteś poddany działaniu ciśnienia, ale ciśnienia hydrostatycznego wywieranego przez wodę.

Transkrypt

1 Jakie ciśnienie wywierasz? Jakie ciśnienie wywierasz? Wstęp Gdy pompujesz opony w rowerze lub gdy słuchasz prognozy pogody w telewizji, jesteś poddany działaniu pewnej wielkości fizycznej. Czegokolwiek byś nie robił, powietrze wywiera na ciebie ciśnienie atmosferyczne. Gdy pływasz i nurkujesz również jesteś poddany działaniu ciśnienia, ale ciśnienia hydrostatycznego wywieranego przez wodę. Czym właściwie jest ciśnienie? Ciśnienie to wielkość fizyczna określająca, jaka siła działa na jednostkę powierzchni. Podstawową jednostką ciśnienia jest paskal. Wartość ciśnienia atmosferycznego to iloraz wartości siły nacisku i pola powierzchni, na którą działa siła. Ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie wywierane przez ciecz w stanie spoczynku na ciało. Wartość ciśnienia hydrostatycznego to iloczyn gęstości cieczy, przyspieszenia ziemskiego i wysokości słupa cieczy. Jaką rolę odgrywa ciśnienie atmosferyczne i hydrostatyczne w życiu codziennym?

2 Nauczysz się 1. jaka jest zależność ciśnienia hydrostatycznego od wysokości słupa cieczy; 2. rozwiązywać proste zadania rachunkowe z zastosowaniem wzoru opisującego ciśnienie. Cele edukacyjne zgodne z etapem kształcenia 1. wyjaśnia pojęcie ciśnienia; 2. posługuje się jednostkami ciśnienia; 3. opisuje rolę, jaką ciśnienie odgrywa w życiu codziennym i w przyrodzie; 4. wymienia nazwy przyrządów do pomiaru ciśnienia. JAKIE CIŚNIENIE WYWIERASZ? - audiobook Rozdziały audiobooka: 1. Większe czy mniejsze ciśnienie? 2. Ciśnienie na co dzień 3. Podsumowanie Uwaga! Notatka dla prowadzącego: Przed rozpoczęciem pracy z audiobookiem, możesz skorzystać z przygotowanego scenariusza lekcji, który pokazuje, jak wdrożyć materiały multimedialne w tok lekcji. Wskazówka Dlaczego grzęźniemy w śniegu?

3 Polecenie 1 Czy z butelki będzie wylewać się woda, gdy po zasłonięciu jej wylotu obrócimy ją do góry dnem, a jej szyjkę zanurzymy w wodzie? Odpowiedź uzasadnij. Polecenie 2 W jakich sytuacjach życia codziennego znalazło zastosowanie Prawo Pascala? Polecenie 3 Czy człowiek może wywierać większe ciśnienie na podłoże niż słoń? Odpowiedź uzasadnij. Przykładowe rozwiązania do poleceń: Polecenie 1. Z butelki nie będzie się wylewać woda, ponieważ tworzy się podciśnienie i woda będzie nadal w butelce. Polecenie pompowanie materaca, balonu, dętki, 2. działanie układu hamulcowego w pojazdach, 3. działanie urządzeń hydraulicznych (układ hamulcowy,prasa hydrauliczna), 4. podnośnik hydrauliczny, 5. hamulce pneumatyczne. Polecenie 3. Rozwiązanie: Jest to możliwe, gdy weźmiemy np. kobietę stojącą w butach na obcasach, wówczas powierzchnia obcasa kobiety jest mniejsza od powierzchni stopy słonia i dlatego wywiera ona większe ciśnienie. Obliczenie ciśnienia wywieranego przez kobietę w butach na obcasach: Powierzchnia jednego obcasa S= 1cm², czyli dwóch butów na obcasie S = 2cm² = 0,0002 m² Średnia masa kobiety to około 60 kg, czyli siła jaką naciska na podłoże: N kg F = m g = 60 kg 10 = 600 N. Obliczenie ciśnienia: p = 600 N 0,0002 m p = 2 F S = Pa ciśnienie wywierane przez kobietę w butach na obcasie. Obliczenie ciśnienia wywieranego przez słonia na podłoże: Powierzchnia jednej nogi słonia S = 0,1 m², czyli czterech nóg słonia wynosi: S= 0,1 m² 4 = 0,4 m² Średnia masa słonia to około 5 t, czyli m = 5 t = 5000 kg, Siła jaką słoń naciska na podłoże F = m g = 5000 kg 10 = N. N kg

4 F S Obliczenie ciśnienia: p = p = N 0,4 m 2 = Pa Z powyższych obliczeń wynika, że jest możliwe, aby człowiek mógł wywierać większe ciśnienie na podłoże niż słoń. Podsumowanie

5 Praca domowa Polecenie 4.1 Zadanie 1 Jakie jest parcie atmosfery na dach samochodu o wymiarach 4500 cm x 2200 cm, gdy wskazanie barometru pokazuje 1050 hpa?

6 Zadanie 2 Na jakiej głębokości pływa ryba skoro panuje tam ciśnienie 50 kpa?

7 Zadanie 3 Narciarz stoi na nartach. Jedna narta ma powierzchnię 0,5 m² i wywiera na śnieg nacisk o sile 200 N. Oblicz ciśnienie wywierane przez narciarza.

8 Przykładowe rozwiązania pracy domowej: Zadanie 1. Rozwiązanie: a = 4500 cm = 45 m b = 2200 cm = 22 m p = 1050 hpa = Pa S = a b = 45 m 22 m = 990 m² F = p S = Pa 990 m² = N= kn Zadanie 2. Rozwiązanie: p = 50 kpa = Pa d= 1000 g = 10 N kg kg m 3

9 p = d g h h = g = p d = 5 m Zadanie 3. Rozwiązanie: S = 0,5 m² 2 = 1 m² F = 200 N p = F S = 200 N m 2 = 200 Pa Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Pokaż rozwiązanie Pokaż wyjaśnienie Ćwiczenie 3 Słowniczek Aneroid najczęściej stosowany barometr metalowy do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Barometr przyrząd do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Ciśnienie wielkość informująca o wartości siły nacisku na jednostkę powierzchni. Oznaczamy ją symbolem p i obliczamy ze wzoru p =

10 F S. Ciśnienie atmosferyczne ciśnienie wywierane przez warstwę atmosfery wokółziemskiej na wszystkie ciała znajdujące się na Ziemi. Ciśnienie hydrostatyczne ciśnienie wywierane przez słup cieczy na każde ciało zanurzone częściowo lub całkowicie w cieczy pod wpływem grawitacji. Ciśnienie hydrostatyczne zależy od gęstości cieczy i wysokości słupa cieczy, a nie zależy od ilości cieczy w naczyniu i jego kształtu. p = d g h Parcie siła nacisku na daną jednostkę powierzchni. Paskal podstawowa jednostka ciśnienia. 1 Pa to ciśnienie jakie wywiera siła 1N na powierzchnię 1m². Jednostki pochodne to: 1 hektopaskal, 1hPa = 100 Pa, 1 kilopaskal, 1kPa = 1000 Pa, 1 megapaskal, 1 MPa = Pa. Prawo Pascala jeśli na zamkniętą w zbiorniku ciecz lub gaz działamy siłą, to wytworzone w ten sposób dodatkowe ciśnienie jest jednakowe w całej objętości tej cieczy lub gazu. [źródło: Zamkom] Siła nacisku zwana jest parciem, jest zawsze prostopadła do powierzchni, na którą działa.