Eksperymenty z uciskiem dla dzieci. Eksperymenty z fizyki

Pierwsze uderzenie najprawdopodobniej spowodowało, że linijka po prostu spadła ze stołu, odbiła się i pozostała nienaruszona. Drugi cios najprawdopodobniej przełamał go na pół. Jeśli drugi cios nie przyniesie rezultatów, spróbuj ponownie, upewniając się, że gazeta leży idealnie płasko.

Dlaczego to się dzieje?

Udało ci się złamać linijkę drugim uderzeniem, bo pomogło ci ciśnienie atmosferyczne. Po rozłożeniu obszaru gazety na powierzchni linijki powstała szeroka „przyssawka”, która zapobiega „spływowi” powietrza w dół. Uderzając linijkę krawędzią dłoni, próbowała ona wyrwać się spod gazety, jednak ponieważ powietrze nie mogło „spłynąć” w dół (w przestrzeń pomiędzy stołem a gazetą) z dużą prędkością, większość powietrze zepchnęło gazetę, a wraz z nią linijkę.

Miałeś więc dwudziestocentymetrową linijkę pokrytą gazetą. Jeśli miał grubość 2,5 centymetra, to jego powierzchnia wynosiła 50 centymetrów kwadratowych. Nie zapomnij o ponad stu kilometrach powietrza i kilogramie ciśnienia na centymetr kwadratowy. W rezultacie po uderzeniu na kruchą linijkę spadło aż 50 kilogramów. Władca „próbował” po raz pierwszy zeskoczyć ze stołu, ale został zmiażdżony przez pięćdziesięciokilogramową masę.

Na obszarach górskich pokrywa powietrzna jest cieńsza. Wysokość góry, na której znajduje się osada, należy odjąć od ponad stu. Ale słup powietrza pozostaje gigantyczny nawet bez tych kilku procent, o które zmniejsza się wysokość góry. To ciśnienie jest wystarczające, aby docisnąć linijkę do stołu. W rzeczywistości istnieje wiele zabawnych eksperymentów, które pokazują niesamowitą moc ziemskiej atmosfery. To tylko jeden z nich. Ale jest tylko jedno wyjaśnienie: osłona powietrzna jest niezwykle ciężka i w niektórych przypadkach jej siła może objawiać się w najbardziej nieoczekiwany sposób. A to wywołuje zdziwienie, zachwyt i mnóstwo innych emocji u każdego, kto miał okazję na nowo spojrzeć na majestatyczną moc natury.

Zainspirowany Education.com

Aleksiejew Ksenia

Projekt „Eksperymenty z ciśnieniem atmosferycznym” polega na zgłębianiu przez dzieci tematu „Ciśnienie”, pokazywaniu uczniom znaczenia tego tematu w życiu organizmów żywych na Ziemi oraz szczegółowym wprowadzaniu ich w działania projektowe.

Oczekuje się, że twórcza praca nad projektem zainteresuje dzieci, dzięki czemu lepiej opanują podstawowe koncepcje teoretyczne tematu.

Typ projektu: badawczy

Realizacja projektu przyczynia się do rozwoju zdolności twórczych, badawczych i komunikacyjnych dzieci, uczy je odbierać informacje z różnych źródeł (w tym z Internetu), rozumieć je i wykorzystywać w swoich działaniach.

Pobierać:

Zapowiedź:

Miejska budżetowa instytucja oświatowa
„Szkoła Gimnazjum nr 3”
Okręg miejski Emanzhelinsky

Prace projektowe i badawcze w fizyce

„Eksperymenty z ciśnieniem atmosferycznym”.

Ukończył: Aleksiejew Ksenia

Uczeń klasy 7.

Kierownik:

nauczyciel fizyki N.A. Orzueva

2018

Wprowadzenie 3

Jak odkryto ciśnienie atmosferyczne 4

Torricellego 5

Rola ciśnienia atmosferycznego w życiu organizmów żywych 6

Wniosek 8

Literatura 9

Wstęp

Żyjemy na dnie oceanu powietrza. Nad nami jest ogromna warstwa powietrza. Nazywa się otoczką powietrzną otaczającą Ziemię atmosfera.

Atmosfera ziemska rozciąga się na wysokość kilku tysięcy kilometrów. A powietrze, niezależnie od tego, jak lekkie jest, nadal ma ciężar. Z powodu grawitacji górne warstwy powietrza, podobnie jak woda oceaniczna, ściskają dolne warstwy. Najbardziej ściśnięta jest warstwa powietrza przylegająca bezpośrednio do Ziemi, która zgodnie z prawem Pascala przenosi wywierane na nią ciśnienie jednakowo we wszystkich kierunkach. W rezultacie powierzchnia ziemi i znajdujące się na niej ciała doświadczają nacisku z całej grubości powietrza lub, jak to zwykle mówią, doświadczająCiśnienie atmosferyczne.

Jak organizmy żywe wytrzymują tak ogromne obciążenia? Jak zmierzyć ciśnienie atmosferyczne i od czego ono zależy?

Dlaczego nasze zdrowie zależy od zmian ciśnienia atmosferycznego?

Cel mojej pracybadać wpływ ciśnienia atmosferycznego na procesy zachodzące w przyrodzie ożywionej; dowiedzieć się, od jakich parametrów zależy ciśnienie atmosferyczne;

Cele projektu. Dowiedz się więcej o ciśnieniu atmosferycznym. Obserwuj objawy ciśnienia atmosferycznego. Znajdź zależność ciśnienia atmosferycznego od wysokości nad poziomem morza; zależność siły ciśnienia atmosferycznego od powierzchni ciała; rola ciśnienia atmosferycznego w przyrodzie ożywionej.

Produkt: Praca badawcza; podręcznik do prowadzenia lekcji fizyki w klasie 7.

W swojej pracy pokazałem, że istnienie ciśnienia atmosferycznego może wyjaśnić wiele zjawisk, z którymi spotykamy się w życiu codziennym. W tym celu przeprowadziłem serię interesujących eksperymentów. Odkryła zależność siły ciśnienia atmosferycznego od powierzchni i wartości ciśnienia atmosferycznego od wysokości budynku, znaczenie ciśnienia atmosferycznego w życiu przyrody ożywionej.

Jak odkryto ciśnienie atmosferyczne?

Atmosfera to powłoka powietrzna Ziemi, znajdująca się na wysokości kilku tysięcy kilometrów.Pozbawiona atmosfery Ziemia stałaby się równie martwa jak jej towarzysz Księżyc, gdzie na przemian panuje skwierczący upał i przenikliwy chłód - + 130 0 C w dzień i - 150 0 C w nocy. Według obliczeń Pascala ziemska atmosfera waży tyle samo, co miedziana kula o średnicy 10 km – pięć biliardów (5000000000000000) ton!

Po raz pierwszy ciężar powietrza zmylił ludzi w 1638 r., kiedy pomysł księcia Toskanii, aby ozdobić ogrody Florencji fontannami, nie powiódł się – poziom wody nie podniósł się powyżej 10,3 m. Poszukiwanie przyczyn uporu wody i eksperymenty z cięższą cieczą – rtęcią, podjęte w 1643 r. Torricellego, który doprowadził do odkrycia ciśnienia atmosferycznego. Torricelli odkrył, że w swoim eksperymencie wysokość słupa rtęci nie zależy ani od kształtu rurki, ani od jej nachylenia. Na poziomie morza wysokość słupa rtęci zawsze wynosiła około 760 mm.

Naukowiec zasugerował, że wysokość słupa cieczy równoważy ciśnienie powietrza. Znając wysokość kolumny i gęstość cieczy, możesz określić wysokość ciśnienia atmosferycznego. Prawidłowość założenia Torricellego została potwierdzona w roku 1648. Doświadczenie Pascala na górze Pui de Dome. Ze względu na grawitację Ziemi i niewystarczającą prędkość cząsteczki powietrza nie mogą opuścić przestrzeni blisko Ziemi. Nie spadają one jednak na powierzchnię Ziemi, lecz unoszą się nad nią, ponieważ znajdują się w ciągłym ruchu termicznym.

Ze względu na ruch termiczny i przyciąganie cząsteczek do Ziemi, ich rozmieszczenie w atmosferze jest nierównomierne. Na wysokości atmosferycznej 2000–3000 km 99% jego masy koncentruje się w dolnej (do 30 km) warstwie. Powietrze, podobnie jak inne gazy, jest wysoce ściśliwe. Dolne warstwy atmosfery, w wyniku nacisku na nie z warstw górnych, mają większą gęstość powietrza. Normalne ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza wynosi średnio 760 mm Hg = 1013 hPa. Wraz z wysokością spada ciśnienie i gęstość powietrza.

Torricellego

TORRICELLI, EVANGELISTA (Torricelli, Evangelista) (1608–1647), włoski fizyk i matematyk. Urodzony 15 października 1608 w Faenzie.

W 1627 przybył do Rzymu, gdzie studiował matematykę pod kierunkiem B. Castelliego, przyjaciela i ucznia Galileusza. Będąc pod wrażeniem prac Galileusza na temat ruchu, napisał własny esej na ten sam temat zatytułowany Traktat o ruchu (Trattato del moto, 1640).

W 1641 przeniósł się do Arcetri, gdzie został uczniem i sekretarzem Galileusza, a później jego następcą na wydziale matematyki i filozofii Uniwersytetu Florenckiego.

Od 1642 roku, po śmierci Galileusza, był nadwornym matematykiem wielkiego księcia Toskanii i jednocześnie profesorem matematyki na Uniwersytecie Florenckim. Najsłynniejsze prace Torricellego dotyczą pneumatyki i mechaniki.

Razem z V. Vivianim Torricelli przeprowadził pierwszy eksperyment z pomiarem ciśnienia atmosferycznego, wynajdując pierwszy barometr rtęciowy - szklaną rurkę, w której nie ma powietrza. W takiej rurze rtęć unosi się na wysokość około 760 mm.

W 1644 roku rozwinął teorię ciśnienia atmosferycznego i udowodnił możliwość uzyskania tzw. pustki Torricellego.

W swojej głównej pracy z mechaniki „O ruchu swobodnie spadających i rzucanych ciał ciężkich” (1641) rozwinął idee Galileusza na temat ruchu, sformułował zasadę ruchu środków ciężkości, położył podwaliny pod hydraulikę i wyprowadził wzór na prędkość wypływu płynu idealnego z naczynia.

Rola ciśnienia atmosferycznego w życiu organizmów żywych.

Rola ciśnienia atmosferycznego w życiu organizmów żywych jest bardzo duża. Wiele narządów działa pod wpływem ciśnienia atmosferycznego.

Prawdopodobnie nigdy nie zastanawialiśmy się nad tym, jak pijemy. Warto o tym pomyśleć! Kiedy pijemy, „wciągamy” płyn do siebie. Dlaczego płyn wpływa do naszych ust? Podczas picia rozszerzamy klatkę piersiową i w ten sposób wypuszczamy powietrze z ust; pod ciśnieniem powietrza zewnętrznego płyn przedostaje się do przestrzeni, w której ciśnienie jest mniejsze, i tym samym przedostaje się do naszych ust.

Mechanizm wdechu i wydechu opiera się na istnieniu ciśnienia atmosferycznego.Płuca znajdują się w klatce piersiowej i są oddzielone od niej oraz od przepony uszczelnioną jamą zwaną opłucną. Wraz ze wzrostem objętości klatki piersiowej zwiększa się objętość jamy opłucnej, a ciśnienie w niej spada i odwrotnie. Ponieważ płuca są elastyczne, ciśnienie w nich jest regulowane jedynie przez ciśnienie w jamie opłucnej. Podczas wdechu zwiększa się objętość klatki piersiowej, przez co zmniejsza się ciśnienie w jamie opłucnej; powoduje to wzrost objętości płuc o prawie 1000 ml. Jednocześnie ciśnienie w nich staje się niższe niż atmosferyczne, a powietrze przedostaje się przez drogi oddechowe do płuc. Podczas wydechu zmniejsza się objętość klatki piersiowej, przez co wzrasta ciśnienie w jamie opłucnej, co powoduje zmniejszenie objętości płuc. Ciśnienie powietrza w nich staje się wyższe niż ciśnienie atmosferyczne, a powietrze z płuc wpada do środowiska.

Muchy i żaby drzewne mogą przyczepiać się do szyby okiennej dzięki maleńkim przyssawkom, które wytwarzają podciśnienie, a ciśnienie atmosferyczne utrzymuje przyssawkę na szybie.

Lepkie ryby mają powierzchnię ssącą składającą się z szeregu fałd, które tworzą głębokie „kieszenie”. Przy próbie oderwania przyssawki od powierzchni, do której jest przyklejona, głębokość kieszeni wzrasta, ciśnienie w nich maleje, a następnie ciśnienie zewnętrzne jeszcze mocniej dociska przyssawkę.

Słoń wykorzystuje ciśnienie atmosferyczne, gdy chce się napić. Jego szyja jest krótka i nie może pochylić głowy do wody, a jedynie opuszcza tułów i wciąga powietrze. Pod wpływem ciśnienia atmosferycznego trąba napełnia się wodą, po czym słoń ją ugina i wlewa wodę do pyska.

Efekt ssania bagna tłumaczy się tym, że kiedy podnosisz nogę, pod nią tworzy się rzadka przestrzeń. Nadmiar ciśnienia atmosferycznego w tym przypadku może osiągnąć 1000 N na powierzchnię stopy osoby dorosłej. Jednak kopyta zwierząt parzystokopytnych wyciągnięte z bagna przepuszczają powietrze przez swoje nacięcie do powstałej rozrzedzonej przestrzeni. Nacisk z góry i z dołu kopyta zostaje wyrównany, a nogę usuwa się bez większych trudności.

Osoba znajdująca się w przestrzeni, w której ciśnienie jest znacznie niższe od atmosferycznego, np. w wysokich górach lub podczas startu lub lądowania samolotu, często odczuwa bóle uszu, a nawet całego ciała. Ciśnienie zewnętrzne szybko maleje, powietrze w naszym wnętrzu zaczyna się rozszerzać, wywierając nacisk na różne narządy i powodując ból.

Kiedy zmienia się ciśnienie, zmienia się szybkość wielu reakcji chemicznych, w wyniku czego zmienia się równowaga chemiczna organizmu. Wraz ze wzrostem ciśnienia następuje zwiększone wchłanianie gazów przez płyny ustrojowe, a gdy ciśnienie maleje, uwalniane są rozpuszczone gazy. Wraz z gwałtownym spadkiem ciśnienia w wyniku intensywnego wydzielania się gazów, krew wydaje się wrzeć, co prowadzi do zablokowania naczyń krwionośnych, często ze śmiertelnymi konsekwencjami. Określa to maksymalną głębokość, na której można przeprowadzać operacje nurkowe (zwykle nie mniejszą niż 50 m). Zejście i wynurzanie się nurków musi odbywać się bardzo powoli, tak aby uwolnienie gazów nastąpiło tylko w płucach, a nie natychmiast w całym układzie krążenia.

Wniosek.

Informacje uzyskane w trakcie projektu pozwolą Ci monitorować swoje samopoczucie w zależności od zmian ciśnienia atmosferycznego. Na organizm człowieka wpływa zarówno niskie, jak i wysokie ciśnienie atmosferyczne. Przy obniżonym ciśnieniu atmosferycznym następuje wzmożone i pogłębione oddychanie, zwiększona częstość akcji serca (ich siła jest słabsza), niewielki spadek ciśnienia krwi, a zmiany we krwi obserwuje się również w postaci wzrostu liczby czerwonych krwinek komórki.

Wraz ze spadkiem ciśnienia atmosferycznego zmniejsza się również ciśnienie parcjalne tlenu, dlatego przy normalnym funkcjonowaniu narządów oddechowych i układu krążenia do organizmu dostaje się mniej tlenu. W rezultacie krew nie jest wystarczająco nasycona tlenem i nie dostarcza go w pełni do narządów i tkanek, co prowadzi do głodu tlenu.

Bardzo duża ilość gazów rozpuszcza się w płynie tkankowym i tkankach organizmu. Przy wysokim ciśnieniu krwi gazy nie mają czasu na ucieczkę z organizmu. We krwi pojawiają się pęcherzyki gazu; to drugie może prowadzić do zatorowości naczyniowej, tj. zatykając je pęcherzykami gazu. Dwutlenek węgla i tlen, jako gazy chemicznie związane we krwi, stwarzają mniejsze zagrożenie niż azot, który będąc dobrze rozpuszczalnym w tłuszczach i lipidach, gromadzi się w dużych ilościach w mózgu i pniach nerwowych, które są szczególnie bogate w te substancje. Substancje. U osób szczególnie wrażliwych podwyższonemu ciśnieniu atmosferycznemu mogą towarzyszyć bóle stawów i szereg zjawisk mózgowych: zawroty głowy, wymioty, duszność, utrata przytomności.

Jednocześnie ważną rolę w profilaktyce odgrywa trening i hartowanie organizmu. Konieczne jest uprawianie sportu, systematyczne wykonywanie tej czy innej pracy fizycznej.

Pożywienie podawane pod niskim ciśnieniem atmosferycznym powinno być wysokokaloryczne, urozmaicone i bogate w witaminy i sole mineralne.

Powinny to szczególnie wziąć pod uwagę osoby, które czasami muszą pracować przy wysokim lub niskim ciśnieniu atmosferycznym (nurkowie, wspinacze, przy pracy na mechanizmach podnoszących o dużej prędkości), a te odchylenia od normy czasami mieszczą się w znacznych granicach

Literatura:

Fizyka: Podręcznik. dla 7 klasy ogólne wykształcenie instytucje / S. V. Gromov, N. A. Rodina. – M.: Edukacja, 2001.
Fizyka. Klasa 7: podręcznik. dla edukacji ogólnej instytucje / A. V. Peryshkin. – wyd. 11, stereotyp. – M.: Drop, 2007.
Zorin N.I., Przedmiot do wyboru „Elementy biofizyki” - M., „Wako”, 2007.
Syomke A.I., Materiały rozrywkowe do lekcji - M., „Centrum Wydawnicze NC ENAS”, 2006.
Wołkow V.A., S.V. Gromova, Rozwój lekcji fizyki, klasa 7. – M. „Vako”, 2005
Sergeev I.S., Jak organizować działania projektowe studentów, M., „Arkti”, 2006.
Materiał z Internetu, CRC Handbook of Chemistry and Physics, autor: David R. Lide, redaktor naczelny, wydanie 1997

Umieść metalowe wiadro na obracającym się kole. Opuszczamy do niego mały pojemnik. Następnie wlej łatwopalną ciecz lub alkohol do pojemnika. Zapalamy płyn, aby się zapalił i zaczynamy obracać okrąg. Obserwujemy prawdziwe tornado.

Kiedy krąg się rozluźnia, płomień zaczyna pędzić w górę i wirować jak tornado. Dzieje się tak, ponieważ gdy wiadro się obraca, niesie ze sobą powietrze i wewnątrz powstaje pewien wir, to znaczy powstaje tam pewien ruch powietrza, a jeśli powietrze się porusza, wówczas ciśnienie wewnątrz będzie mniejsze w zależności zgodnie z prawem Bernoulliego i zaczyna zasysać powietrze całą siłą otoczenia. I podsyca ten ogień, a ponieważ jest przepływ w górę, w środku powstaje płomień, a ponieważ strumień wiruje, wiruje także powietrze.

Napełnij butelkę do 1/3 gorącą wodą. Ostrożnie umieść ugotowane, obrane jajko na szyjce butelki. Poczekaj kilka minut, a jajko opadnie na dno butelki. Kiedy nalejesz do butelki gorącą wodę, ona i całe znajdujące się w niej powietrze nagrzeje się. Powietrze na zewnątrz jest chłodniejsze. I chociaż powietrze w butelce i na zewnątrz są różne, gorące powietrze ma tendencję do jak najszybszego opuszczania butelki. W wyniku tych działań powstaje różnica ciśnień, która następnie powoduje opadanie jądra na dno butelki.

3. Według rozmiaru płyty ze sklejki Ze starego pęcherza do siatkówki wytnij gumową podkładkę o wymiarach 10x10 cm i przymocuj ją do sklejki za pomocą pinezek. Do półlitrowego szklanego słoika wlej trochę wody i dodaj do wody odrobinę alkoholu. Zapal alkohol. Po krótkim czasie palenia zamknij słój deską. Ogień zgaśnie. Po 1-2 sekundach podnieś deskę. Razem z nią unosi się puszka, do której została wciągnięta guma. Jak wytłumaczyć podniesienie puszki z deską i cofnięcie gumy? Gdzie to zjawisko jest wykorzystywane w praktyce? Podczas spalania powietrze się nagrzewa. Po zamknięciu puszki proces spalania ustaje. Powietrze zaczyna się ochładzać. W puszce powstaje podciśnienie, dzięki czemu jest ona dociskana do sklejki pod ciśnieniem atmosferycznym. Cofanie się gumy można również wytłumaczyć ciśnieniem atmosferycznym. Na tym zjawisku opiera się leczenie bańkami medycznymi.

4. EKSPERYMENT Z OKULAMI (półkule magdeburskie).

Wytnij gumowy lub papierowy pierścień tak, aby pasował do średnicy wycinanego szkła i umieść go na szkle. Zapal kartkę papieru lub małą świeczkę, umieść ją w szklance i niemal natychmiast przykryj drugą szklanką. Poprzez. Podnieś górną szklankę na 1-2 sekundy, a następnie dolną.

5. Butelka z rozpylaczem

Cel: dowiedzieć się, jak działa pistolet natryskowy. Będziesz potrzebować szklanki, nożyczek i dwóch elastycznych słomek.

Wlać wodę do szklanki.

Wytnij jedną słomkę w pobliżu pofałdowania i umieść ją pionowo w szklance, tak aby wystawała 1 cm nad wodę z pofałdowaniem.

Drugą słomkę połóż tak, aby jej brzeg dotykał górnej krawędzi słomki stojącej w wodzie. Użyj pofałdowanych fałd na pionowej słomce, aby ją podeprzeć.

Dmuchnij mocno przez poziomą słomkę.

Woda unosi stojącą w wodzie słomę i jest rozpylana w powietrze.
DLACZEGO? Im szybciej porusza się powietrze, tym większa jest wytworzona próżnia. A ponieważ powietrze z poziomej słomy przemieszcza się nad górnym nacięciem pionowej słomy, ciśnienie w niej również spada. Ciśnienie powietrza atmosferycznego w pomieszczeniu napiera na wodę znajdującą się w szklance, a woda unosi się do góry przez słomkę, skąd jest wydmuchiwana w postaci drobnych kropelek. Po naciśnięciu gumowej gruszki butelki ze sprayem dzieje się to samo. Powietrze z bańki przechodzi przez rurkę, ciśnienie w niej spada, a z powodu rozrzedzenia powietrza woda kolońska unosi się i jest rozpylana.

6. Woda nie wylewa się

7. Gdy tylko świeca przestanie się palić, woda w szklance podnosi się.

8. Jak wyciągnąć monetę z wody, nie zamocząc palców?

Połóż monetę na dużym płaskim talerzu. Wlej tyle wody, aby zakryła monetę. Teraz poproś gości lub widzów, aby wyjęli monetę bez zamoczenia palców. Do przeprowadzenia eksperymentu potrzebna jest także szklanka i kilka zapałek wbitych w unoszący się na wodzie korek. Zapal zapałki i szybko zakryj pływającą płonącą łódkę szklanką, nie zabierając monet. Kiedy zapałki zgasną, szklanka wypełni się białym dymem, a następnie cała woda z talerza zbierze się pod nią. Moneta pozostanie na swoim miejscu i można ją podnieść bez zamoczenia palców.

Wyjaśnienie. Siłą, która wpycha wodę pod szkło i utrzymuje ją na określonej wysokości, jest ciśnienie atmosferyczne. Palące się zapałki podgrzewały powietrze w szkle, zwiększało się jego ciśnienie i wydzielała się część gazu. Kiedy zapałki zgasły, powietrze ponownie się ochłodziło, ale gdy ostygło, jego ciśnienie spadło i woda przedostała się pod szybę, wypychana tam przez ciśnienie powietrza zewnętrznego.

9. Jak to działa Dzwonek do nurkowania.

10. Eksperymenty z tłokiem.

Eksperyment 1. Weź tłok używany w instalacjach wodno-kanalizacyjnych, zwilż jego krawędzie wodą i dociśnij go do walizki, która stoi na stole. Wyciśnij trochę powietrza z tłoka, a następnie unieś go do góry. Dlaczego walizka podnosi się wraz z nim? W procesie dociskania tłoka do walizki zmniejszamy objętość zajmowaną przez powietrze, a jego część wychodzi spod tłoka. Kiedy ciśnienie ustanie, tłok rozszerza się i pod nim tworzy się próżnia. Zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne dociska tłok i walizkę do siebie.

Eksperyment 2. Dociśnij tłoczek do tablicy, zawieś na niej ładunek o masie 5-10 kg. Tłok trzymany jest na desce wraz z ładunkiem. Dlaczego?

11. Automatyczny poidło dla ptaków.

Automatyczny poidło dla ptaków składa się z butelki napełnionej wodą i włożonej do koryta w taki sposób, że szyjka znajduje się nieco poniżej poziomu wody w korycie. Dlaczego woda nie wylewa się z butelki? Jeśli poziom wody w korycie opadnie i szyjka butelki wyjdzie z wody, część wody wyleje się z butelki.

12. Jak pijemy. Weź dwie słomki, jedną całą, a w drugiej zrób małą dziurkę. Przez pierwsze woda dostaje się do ust, ale nie przez drugie. 13. Jeśli wypompujesz powietrze przez lejek, którego szeroki otwór jest zakryty gumową folią, folia zostanie wciągnięta, a nawet pęknie.

Wewnątrz lejka ciśnienie maleje; pod wpływem ciśnienia atmosferycznego folia jest wciągana do wewnątrz. To może wyjaśniać następujące zjawisko: Jeśli przyłożysz liść klonu do ust i szybko zaczerpniesz powietrza, liść pęknie z trzaskiem.

14. „Ciężka gazeta”

Wyposażenie: listwa o długości 50-70 cm, gazeta, metr.

Postępowanie: Połóż na stole tabliczkę z całkowicie rozwiniętą gazetą. Jeśli powoli naciskasz zwisający koniec linijki, opadnie on, a przeciwny uniesie się wraz z gazetą. Jeśli ostro uderzysz miernikiem lub młotkiem w koniec szyny, pęknie, a przeciwny koniec z gazetą nawet się nie podniesie. Jak to wyjaśnić?

Opis: Powietrze atmosferyczne wywiera nacisk na gazetę z góry. Powoli naciskając koniec linijki, powietrze przedostaje się pod gazetę i częściowo równoważy wywierany na nią nacisk. Przy ostrym uderzeniu, z powodu bezwładności, powietrze nie ma czasu na natychmiastowe przeniknięcie pod gazetę. Ciśnienie powietrza na gazetę od góry jest większe niż od dołu i szyna pęka.

Uwagi: Szynę należy ułożyć tak, aby jej koniec wystawał na odległość 10 cm. Gazeta powinna ściśle przylegać do poręczy i stołu.

15. Zabawne eksperymenty ze zjawiskami atmosferycznymi

SAMOOSCYLACJE

Mechaniczny ruch oscylacyjny bada się zwykle, rozważając zachowanie pewnego rodzaju wahadła: sprężynowego, matematycznego lub fizycznego. Ponieważ wszystkie są ciałami stałymi, interesujące jest stworzenie urządzenia, które demonstruje wibracje ciał ciekłych lub gazowych.

Aby to zrobić, możesz skorzystać z pomysłu tkwiącego w konstrukcji zegara wodnego. Dwie półtoralitrowe butelki łączy się w taki sam sposób, jak w zegarze wodnym, zakręcając pokrywki. Wnęki butelek są połączone szklaną rurką o długości 15 centymetrów i średnicy wewnętrznej 4-5 milimetrów. Boczne ścianki butelek powinny być gładkie i niesztywne, łatwo gniotące się przy ściskaniu.

Aby rozpocząć oscylacje, na górze umieszcza się butelkę wody. Woda z niego natychmiast zaczyna przepływać przez rurkę do dolnej butelki. Po około sekundzie strumień samoistnie przestaje płynąć i ustępuje miejsca przejściu w rurce, w którym następuje przeciwpropagacja części powietrza z butelki dolnej do górnej. Kolejność przeciwnych przepływów wody i powietrza przez rurkę łączącą jest ustalana na podstawie różnicy ciśnień w górnej i dolnej butelce i jest regulowana automatycznie.

O wahaniach ciśnienia w układzie świadczy zachowanie bocznych ścianek górnej butelki, które okresowo ściskają się i rozszerzają w czasie wraz z wypuszczeniem wody i zasysaniem powietrza. Ponieważ proces ten ma charakter samoregulujący, ten układ aerohydrodynamiczny można nazwać samooscylującym.

FONTANNA TERMICZNA

Doświadczenie to demonstruje strumień wody wylatujący z butelki pod wpływem panującego w niej nadmiernego ciśnienia. Głównym szczegółem konstrukcyjnym fontanny jest dysza zainstalowana w zakrętce butelki. Strumień jest śrubą, wzdłuż której osi podłużnej znajduje się otwór przelotowy o małej średnicy. Wygodny w instalacji pilotażowej

użyj strumienia ze zużytej zapalniczki gazowej.

Miękka plastikowa rurka jest ciasno umieszczona na jednym końcu na dyszy, a jej drugi otwarty koniec znajduje się w pobliżu dna butelki. Około jedną trzecią objętości butelki zajmuje chłodna woda. Zakrętka na butelce musi być mocno dokręcona.

Aby uzyskać fontannę, zalej butelkę ciepłą wodą z dzbanka. Powietrze zamknięte w butelce szybko się nagrzewa, wzrasta jego ciśnienie, a woda jest wypychana w formie fontanny na wysokość nawet 80 centymetrów.

Doświadczenie to można wykorzystać do wykazania, po pierwsze, zależności ciśnienia gazu od jego temperatury, a po drugie, pracy wykonanej przez rozprężające się powietrze w celu podniesienia wody.

CIŚNIENIE ATMOSFERY

Wszyscy stale przebywamy na dnie oceanu powietrza pod naporem grawitacji o jego wielokilometrowej grubości. Ale my nie zauważamy tego ciężaru, tak jak nie myślimy o konieczności wdychania i wydychania od czasu do czasu tego powietrza.

Aby pokazać działanie ciśnienia atmosferycznego, potrzebna jest gorąca woda, ale nie wrząca, aby butelka się nie odkształciła. Do butelki wlewa się sto do dwustu gramów takiej wody i energicznie wstrząsa kilka razy, podgrzewając w ten sposób powietrze w butelce. Następnie wylewa się wodę, a butelkę natychmiast szczelnie zamyka się i umieszcza na stole do oglądania.

W chwili zamknięcia butelki ciśnienie powietrza w niej było takie samo, jak zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne. Z biegiem czasu powietrze w butelce ochładza się, a ciśnienie w niej spada. Powstała różnica ciśnień po obu stronach ścianek butelki powoduje jej ściśnięcie, któremu towarzyszy charakterystyczny chrupnięcie.

Miejska placówka oświatowa Oktyabrskaya szkoła średnia nr 1 oddział Łebiedinski

Projekt badawczy

w fizyce

„Eksperymenty z ciśnieniem atmosferycznym”

Wykonane:

Fedorets Evgenia,

Uczeń klasy 7

Kierownik:

Sukhoveenko N. N.,

Nauczyciel fizyki

wieś Łebedki

2018

Treść

Wprowadzenie…………………………………………………3

1. Powietrze ma masę………………………………………. 4

2. Doświadczenia potwierdzające istnienie ciśnienia atmosferycznego……………………………………………………………………………5

3. Zabawne eksperymenty z ciśnieniem atmosferycznym……… 7

4. Ciśnienie atmosferyczne działa……………………………. 9

Zakończenie……………………………………………………… 11

Referencje………………………………………………………12

Wstęp

Żyjemy na dnie oceanu powietrza zwanego atmosferą ziemską. Tak jak ryby żyjące w głębinach oceanu nie wiedzą nic o ciśnieniu wody, tak większość z nas nie ma pojęcia o roli, jaką ciśnienie powietrza atmosferycznego odgrywa w naszym codziennym życiu. Powietrze jest przejrzyste i pozornie nieważkie. Czy tak jest? Czy powietrze ma ciężar i wywiera ciśnienie? W tej pracy chcę zająć się tymi zagadnieniami.

Cel pracy:

eksperymentalny dowód na istnienie ciśnienia atmosferycznego.

Zadania:

1. zapoznać się z podręcznikiem fizyki dla klasy VII, literaturą dodatkową i źródłami internetowymi na ten temat;

2. przeprowadzić serię doświadczeń potwierdzających istnienie ciśnienia atmosferycznego i je wyjaśnić;

3. znajdować przykłady wykorzystania ciśnienia atmosferycznego w życiu i technice.

Hipoteza badawcza :

jeśli istnieje ciśnienie atmosferyczne i jest ono wystarczająco wysokie, wówczas jego objawy można wykazać eksperymentalnie

1. Powietrze ma ciężar

Jak wiadomo, powietrze otacza zatem całą Ziemię w postaci kulistej warstwynazywa się powłoką powietrzną Ziemi atmosfera. Jak każde ciało, przyciąga je Ziemia. Działając na ciała swoim ciężarem,atmosfera wytwarza ciśnienie tzw ciśnienie atmosferyczne . Zgodnie z prawem Pascala rozprzestrzenia się po domach, jaskiniach, kopalniach i oddziałuje na wszystkie ciała mające kontakt z powietrzem atmosferycznym.

Loty kosmiczne wykazały, że atmosfera unosi się kilkaset kilometrów nad powierzchnią Ziemi, stając się coraz bardziej rozrzedzona (mniej gęsta). Stopniowo przenosi się w pozbawioną powietrza przestrzeń -próżnia , w którym nie ma powietrza, a zatem i ciśnienia atmosferycznego.

Często zapominamy, że wszystkie gazy mają masę. Każdy słyszał, jak ludzie mówili o „pustej” szklance, dzbanku, butelce, a jednak 1 m 3 powietrze ma masę większą niż 1 kg. Wynika z tego, że masa powietrza w naszej klasie wynosi około 100 kg!

Pokażmy to doświadczalniepowietrze faktycznie ma masę . Zawieszamy szklaną kulę na lewej szalce wagi i równoważymy ją ciężarkami na prawej szalce.

Następnie odczepiamy kulkę od miski i wypompowujemy z niej powietrze. Następnie zaciskamy rurkę zaciskiem i ponownie zawieszamy kulę z miski. Widzimy, że teraz ciężarki „przeważają”, dlatego masa piłki stała się mniejsza niż masa ciężarków. Oznacza to, że doświadczenie potwierdziło tę atmosferępowietrze ma masę . Znając objętość piłki, możesz nawet obliczyć gęstość powietrza, która wynosi 1,29 kg/m 3 .

Istnienie masy powietrza jest powodem, dla którego powietrze przyciągane do Ziemi ma ciężar . Wiadomo na przykład, że powietrze atmosferyczne znajduje się nad obszarem powierzchni Ziemi wynoszącym 1 m 2 , ma ogromną wagę - około 100 tysięcy niutonów!

2. Doświadczenia potwierdzające istnienie ciśnienia atmosferycznego

Przeprowadziłem eksperymenty, które można wytłumaczyć istnieniem ciśnienia atmosferycznego.

Doświadczenie 1. Woda w odwróconej szklance

Aby udowodnić istnienie atmosfery, możemy zastosować stary, ale niesamowity trik: zanurz szklankę w wodzie, odwróć ją do góry dnem pod wodą i powoli wyciągnij z wody. W tym przypadku woda pozostaje w szklance, a jej brzeg znajduje się pod wodą. Można też napełnić szklankę po brzegi wodą i przykryć kawałkiem grubego papieru. Odwróćmy szklankę, trzymając kartkę papieru dłonią, a następnie odsuńmy rękę – woda nie będzie się rozlewać! Co zatrzymuje wodę w szklance?

Wyjaśnienie: ciśnienie powietrza atmosferycznego z zewnątrz na papier jest większe niż ciśnienie wody działającej na niego od wewnątrz, dzięki czemu papier pozostaje przyklejony do krawędzi szyby.

Doświadczenie 2. Podnoszenie się wody za tłokiem

Weźmy szklaną rurkę, wewnątrz której znajduje się tłok ściśle przylegający do ścianek rurki. Koniec rurki zanurza się w wodzie. Jeśli podniesiesz tłok, woda za nim podniesie się.

Wyjaśnienie:

Dzieje się tak, ponieważ gdy tłok podnosi się, pomiędzy nim a wodą tworzy się pozbawiona powietrza przestrzeń. Woda unosi się do tej przestrzeni pod ciśnieniem powietrza zewnętrznego podążając za tłokiem.

Doświadczenie 3. Czy natura boi się pustki?

Starożytny grecki uczony Arystoteles wyjaśnił poprzednie doświadczenie, mówiąc, że „natura boi się pustki”. Dlatego, aby ostatecznie upewnić się, że ciśnienie powietrza lub strach przed pustką powoduje podniesienie się wody, przeprowadzimy decydujący eksperyment.

Załóżmy butelkę wypełnioną wodą z korkiem z otworem, przez który przechodzi szklana rurka. Zacznijmy wysysać wodę z rurki – woda nie podnosi się! Powtarzamy eksperyment z korkiem z dwoma otworami - teraz woda się podnosi!

Wyjaśnienie:

Ponieważ woda nie podniosła się do góry rurką, gdy próbowaliśmy ją zassać bez powietrza, a uniosła się w jej obecności, oczywiste jest, że to powietrze wytwarza ciśnienie, które powoduje wzrost wody.

Doświadczenie 4. Półkule Magdeburga

Jednym z najbardziej uderzających dowodów na istnienie ciśnienia atmosferycznego jest eksperyment przeprowadzony w 1654 roku przez Otto Guericke w Magdeburgu. Za pomocą pompy powietrznej wypompował powietrze z wnęki pomiędzy dwiema złożonymi ze sobą metalowymi półkulami. Ciśnienie atmosfery tak mocno dociskało półkule do siebie, że osiem par koni nie było w stanie ich rozdzielić![ 3 ]

Na zajęciach robiliśmy eksperyment z „tablicami magdeburskimi”, próbowaliśmy je rozdzielić z całą klasą, ale nie udało się. Kiedy jednak do półkul wpuszczono powietrze, rozpadały się one bez wysiłku.

3. Zabawne eksperymenty z ciśnieniem atmosferycznym

Z książkiGoreva Los Angeles „Zabawne eksperymenty z fizyki” dowiedziałam się, że dzięki ciśnieniu atmosferycznemu można przeprowadzić wiele ciekawych eksperymentów. Wybrałam kilka z nich i pokazałam je kolegom z klasy.

Doświadczenie 1. Podnoszenie karafki

Weźmy kartkę papieru, złóżmy ją jak akordeon i podpalmy. Niech płonący papier wpadnie do karafki. Po 1-2 sekundach szczelnie zakryj szyję dłonią. Papier przestaje się palić, po kolejnych 1-2 sekundach podnosimy dłoń, a karafka podnosi się wraz z nią.

Wyjaśnienie:

Po uwolnieniu płonącego papieru wewnątrz karafki spala się tlen. Po zamknięciu szyjki karafki dłonią wewnątrz karafki wytwarza się próżnia, która przykleja się do dłoni.

Doświadczenie 2. Jajko w butelce

Do eksperymentu należy ugotować jajko na twardo i obrać je ze skorupki. Następnie bierzemy kartkę papieru, składamy ją w harmonijkę i podpalamy. Wypuśćmy płonący papier do butelki. Po 1-2 sekundach przykryj szyję jajkiem. Papier przestaje się palić, a jajko zaczyna być wciągane do butelki.

Wyjaśnienie:

Kiedy papier się pali, powietrze w butelce nagrzewa się i rozszerza. Jajko jest wpychane do butelki pod wpływem zewnętrznego ciśnienia atmosferycznego, które jest znacznie większe niż wewnątrz.

Doświadczenie 3. Ciężka gazeta

Połóż na stole linijkę o długości 50-70 cm, tak aby jej koniec wystawał na 10 cm. Połóżmy gazetę na linijce. Jeśli powoli naciskasz zwisający koniec linijki, opadnie on, a przeciwny uniesie się wraz z papierem. Jeśli mocno uderzysz w koniec linijki, pęknie, a koniec z gazetą prawie się nie podniesie.

Wyjaśnienie:

Powietrze atmosferyczne wywiera nacisk na gazetę od góry. Powoli naciskając koniec linijki, powietrze przedostaje się pod gazetę i częściowo równoważy wywierany na nią nacisk. Przy ostrym uderzeniu, z powodu bezwładności, powietrze nie ma czasu na natychmiastowe przeniknięcie pod gazetę. Ciśnienie powietrza na gazetę od góry jest większe niż od dołu i szyna pęka.

Doświadczenie 4. „Bez moczenia rąk”

Połóż monetę na dnie spodka i zalej wodą. Jak zdobyć monetę, nawet nie zamocząc palców?

Należy zapalić papier i umieścić go na chwilę w szkle. Odwróć ogrzane szkło do góry nogami i umieść je na spodku obok monety.

Wyjaśnienie:

Gdy powietrze w szkle się nagrzeje, jego ciśnienie wzrośnie i część powietrza ucieknie. Po pewnym czasie pozostałe powietrze ostygnie i ciśnienie spadnie. Pod wpływem ciśnienia atmosferycznego woda przedostanie się do szkła, uwalniając monetę.

Doświadczenie 5. Butelka niespodzianka

Zrobimy dziurę na dnie plastikowej butelki. Ściśnij otwór palcem i wlej wodę do butelki, zamknij szyjkę pokrywką. Ostrożnie zwolnij palec. Woda nie wyleje się z butelki. Teraz, jeśli otworzysz pokrywkę, woda wypłynie z otworu.

4. Ciśnienie atmosferyczne działa

Wiele urządzeń działa pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Opowiem Ci o niektórych z nich.

Wniosek

Po wykonaniu tej pracy mogę powiedzieć, że za pomocą eksperymentów przekonałem się o istnieniu ciśnienia atmosferycznego i postawiona przeze mnie hipoteza została potwierdzona.

Praca nad projektem dała mi wiele: poznałem ciekawe fakty na temat atmosfery, nauczyłem się przeprowadzać eksperymenty i co najważniejsze, je wyjaśniać.

Zdałem sobie sprawę, że bez ciśnienia atmosferycznego życie byłoby po prostu niemożliwe: oddychamy i pijemy wodę dzięki jego działaniu.

Ile innych ciekawych rzeczy można uwzględnić w tej pracy? Niestety nie jest to możliwe ze względu na ograniczony zakres projektu.

Praca nad projektami sprawiała mi przyjemność i chciałbym ją kontynuować w przyszłości.

Bibliografia

Gorev Los Angeles Zabawne eksperymenty z fizyki w klasach 6 – 7 szkoły średniej. – M.: Edukacja, 1985. (s. 21 – 27)

Krivchenko I.V.Fizyka w klasie 7.: podręcznik – M.:Dwumianowy. Laboratorium Wiedzy, 2015. (C.154 – 155)

Peryshkin, A.V. Fizyka. klasa 7: podręcznik - M.: Drop, 2016. (s. 123 – 131)

Perelman Ya. I. Zabawna fizyka. Książka 1.– M.: Nauka, 1979. (s. 98)

Eliot L., Wilcox W. Fizyka. 1976. (s. 92-95)

Wstęp

O ciśnieniu atmosferycznym słyszymy niemal codziennie, na przykład, gdy słyszymy prognozę pogody lub rozmowę dwóch babć na temat ciśnienia krwi i bólów głowy. Atmosfera otacza nas zewsząd i przygniata swoim ciężarem, jednak w żaden sposób nie odczuwamy tego ciśnienia. Jak udowodnić istnienie ciśnienia atmosferycznego?

Hipoteza : Jeśli atmosfera wywiera presję na nas i otaczające nas ciała, można to wykryć eksperymentalnie.Cel : eksperymentalnie udowodnić istnienie ciśnienia atmosferycznego.Zadania :

1. Wybierać i przeprowadzać doświadczenia potwierdzające istnienie ciśnienia atmosferycznego.

2. Pokazać praktyczne zastosowanie ciśnienia atmosferycznego w życiu codziennym, technologii i przyrodzie.

Obiekt : Ciśnienie atmosferyczne.Przedmiot : eksperymenty potwierdzające istnienie ciśnienia atmosferycznego.Metody badania: analiza literatury i materiałów internetowych, obserwacja, eksperyment fizyczny, analiza i uogólnienie uzyskanych wyników.Rozdział 1. Pojęcie ciśnienia atmosferycznego §1. Z historii odkrycia ciśnienia atmosferycznego

Ciśnienie atmosferyczne po raz pierwszy zmierzył włoski naukowiec, matematyk i fizyk Evangelisto Torricelli w 1644 roku. Wziął szklaną rurkę o długości 1 metra, zapieczętowaną z jednego końca, napełnił ją całkowicie rtęcią i odwrócił, opuszczając otwarty koniec do kubka z rtęcią. Ku zaskoczeniu otaczających go osób, z rurki wydostała się tylko niewielka ilość rtęci. W rurze pozostał słupek rtęci o wysokości 76 cm (760 mm). Torricelli argumentował, że słup rtęci utrzymuje się w miejscu pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. To on jako pierwszy wpadł na ten pomysł. Torricelli nazwał swoje urządzenie barometrem rtęciowym i zaproponował pomiar ciśnienia atmosferycznego w milimetrach słupa rtęci (ryc. 1).

Ryż. 1 Barometr rtęciowy Torricellego Ryc. 2 Barometr wodny

Od tego czasu pojawiła się nazwa barometr (z gr.

baros - ciężkość,metro - Ja mierzę).

Eksperymenty dotyczące pomiaru ciśnienia atmosferycznego przeprowadził francuski naukowiec Blaise Pascal, od którego pochodzi nazwa jednostki miary ciśnienia. W 1646 roku zbudował barometr wody do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Aby zmierzyć ciśnienie atmosferyczne wynoszące 760 mm Hg, wysokość słupa wody w tym barometrze osiągnęła ponad 10 metrów, co oczywiście jest bardzo niewygodne (ryc. 2).

Nowoczesne barometry są dostępne dla każdego obywatela. Rycina 3 przedstawia nowoczesny barometr - aneroid (w tłumaczeniu z greckiego -

aneroid ). Barometr nazywa się tak, ponieważ nie zawiera rtęci.

Ryc. 3. Barometr – aneroid

Wielu naukowców próbowało udowodnić istnienie ciśnienia atmosferycznego i przeprowadzało eksperymenty. Podręcznik fizyki dla klasy 7 opisuje eksperyment potwierdzający istnienie ciśnienia atmosferycznego. W 1654 roku przeprowadzono eksperyment z „półkulami magdeburskimi”. Powietrze było wypompowywane ze ściśniętych razem metalowych półkul. Ciśnienie atmosferyczne sprasowało je z zewnątrz tak mocno, że nawet 16 (osiem par) koni ciągnących półkule w różnych kierunkach nie było w stanie ponownie ich rozdzielić (ryc. 4). Eksperyment ten przeprowadził niemiecki fizyk, burmistrz miasta Magdeburg Otto von Guericke.

Obecnie w Niemczech pomniki słynnych „półkul magdeburskich” można spotkać na każdym kroku (ryc. 5).

Ryc. 4 Eksperyment z półkulami Ryc. 5 „Półkule magdeburskie”

§2 Cechy ciśnienia atmosferycznego

Jaki jest mechanizm ciśnienia atmosferycznego? Odpowiedź na to pytanie znaleźliśmy w podręcznikach historii naturalnej, fizyce oraz w Internecie.

Powłoka powietrza otaczająca Ziemię nazywana jest atmosferą (od greckiego

atmosfera - para, powietrze,kula - kula). Atmosfera rozciąga się na wysokość kilku tysięcy kilometrów i wygląda jak wielopiętrowy budynek (ryc. 6). W wyniku grawitacji Ziemi górne warstwy atmosfery naciskają swoim ciężarem na dolne warstwy. Najbardziej skompresowana jest warstwa powietrza przylegająca bezpośrednio do Ziemi, która zgodnie z prawem Pascala przenosi ciśnienie we wszystkich kierunkach na wszystko, co znajduje się na Ziemi i w jej pobliżu.

Rys.6 Budowa atmosfery ziemskiej.

Z obserwacji meteorologów wynika, że ciśnienie atmosferyczne na obszarach nad poziomem morza wynosi średnio 760 mm Hg, ciśnienie to nazywa się

normalne ciśnienie atmosferyczne . Wraz z wysokością gęstość powietrza maleje, co prowadzi do spadku ciśnienia. Na szczycie góry ciśnienie atmosferyczne jest niższe niż u jej podnóża. Przy małych wzniesieniach średnio na każde 10,5 m wzniesienia ciśnienie spada o 1 mmHg, czyli 1,33 hPa.

Istnienie ciśnienia atmosferycznego może wyjaśnić wiele zjawisk, z którymi spotykamy się w życiu. Przykładowo, z podręcznika fizyki do 7. klasy dowiedziałam się, że pod wpływem ciśnienia atmosferycznego na każdy centymetr kwadratowy naszego ciała i dowolnego przedmiotu działa siła równa 10 N, lecz ciało nie zapada się pod wpływem takiego ciśnienia. Wyjaśnia to fakt, że wewnątrz jest wypełniony powietrzem, którego ciśnienie jest równe ciśnieniu powietrza zewnętrznego. Wdychając powietrze, zwiększamy objętość klatki piersiowej, podczas gdy ciśnienie powietrza w płucach maleje, a ciśnienie atmosferyczne wpycha tam porcję powietrza. Podczas wydechu dzieje się odwrotnie.

Jak pijemy?

Wciągnięcie płynu przez usta powoduje rozszerzenie klatki piersiowej i rozrzedzenie powietrza, zarówno w płucach, jak i w jamie ustnej. Zmniejsza się ciśnienie wewnątrz jamy ustnej. Zwiększone zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne w porównaniu do wewnętrznego „wypycha” tam część cieczy. W ten sposób organizm ludzki wykorzystuje ciśnienie atmosferyczne.

Zasada działania wielu urządzeń opiera się na zjawisku ciśnienia atmosferycznego. Jednym z nich jest tłokowa pompa cieczy. Pompę pokazano schematycznie na rysunku 7. Składa się z cylindra, wewnątrz którego tłok ściśle przylegający do ścianek porusza się w górę i w dół. Gdy tłok porusza się w górę, woda pod wpływem ciśnienia atmosferycznego unosi się w górę (do pustki).

Na tej samej zasadzie działa szeroko stosowana w medycynie strzykawka medyczna.

Ciekawostką jest to, że w 1648 roku francuski filozof, matematyk i fizyk Blaise Pascal, badając zachowanie cieczy pod ciśnieniem, wynalazł strzykawkę - zabawny projekt wykonany z prasy i igły. Prawdziwa strzykawka pojawiła się dopiero w 1853 roku. Co ciekawe, wtryskarkę zaprojektowały dwie niezależnie od siebie pracujące osoby: Szkot Alexander Wood i Francuz Charles Gabriel Pravaz. A nazwę „spritze”, czyli „wstrzykiwać, pluskać”, wymyślili Niemcy.

Rys.7 Pompa Rys.8 Prasa hydrauliczna i fontanna

Działanie ciśnienia atmosferycznego wyjaśnia zasadę działania prasy hydraulicznej, podnośnika, hamulca hydraulicznego, fontanny, hamulca pneumatycznego i wielu urządzeń technicznych (ryc. 8).

Zmiany ciśnienia atmosferycznego wpływają na pogodę.

Wraz ze spadkiem ciśnienia atmosferycznego wzrasta wilgotność powietrza, możliwe są opady atmosferyczne i wzrost temperatury powietrza. Kiedy ciśnienie atmosferyczne wzrasta, pogoda staje się przejrzysta i nie ma nagłych zmian wilgotności i temperatury.Aby człowiek czuł się komfortowo, ciśnienie atmosferyczne musi wynosić 750 mm. rt. filar

Jeśli ciśnienie atmosferyczne różni się nawet o 10 mm w tę czy inną stronę, człowiek czuje się niekomfortowo, co może mieć wpływ na jego zdrowie.

W wyniku badań teoretycznych ustaliliśmy, że ciśnienie atmosferyczne znacząco wpływa na życie człowieka.

Rozdział 2. Doświadczenia potwierdzające istnienie ciśnienia atmosferycznego Doświadczenie nr 1 . Zasada działania strzykawki i pipety medycznej . Urządzenia i materiały : strzykawka, pipeta, szklanka kolorowej wody.Postęp eksperymentu : opuścić tłok strzykawki w dół, następnie opuścić ją do szklanki z wodą i podnieść tłok. Woda dostanie się do strzykawki (ryc. 9). Naciskamy na gumkę pipety, ciecz wpływa do szklanej rurki.Wyjaśnienie doświadczenia : Kiedy tłok jest opuszczony, ze strzykawki wydostaje się powietrze, a ciśnienie w niej spada. Powietrze zewnętrzne pod wpływem ciśnienia atmosferycznego wpycha płyn do strzykawki. Pipeta działa na tej samej zasadzie (ryc. 10).

Ryc.9 Strzykawka medyczna Ryc. 10 Pipeta

Doświadczenie nr 2. Jak wyciągnąć monetę z wody bez zamoczenia rąk? Urządzenia i materiały : talerz, świeca na stojaku, suche szkło.Postęp eksperymentu : połóż monetę na talerzu, następnie zalej wodą, postaw zapaloną świecę. Przykryj świecę szklanką. Woda ląduje w szklance, ale talerz jest suchy.Wyjaśnienie doświadczenia : świeca pali się, a powietrze spod szyby rozrzedza się, ciśnienie powietrza tam spada. Ciśnienie atmosferyczne z zewnątrz wpycha wodę pod szybę.

Ryc. 11 Eksperyment z monetą

Doświadczenie nr 3. Kubek niekapek. Urządzenia i materiały : szkło, woda, kartka papieru.Postęp eksperymentu : Do szklanki wlej wodę i przykryj wierzch papierem. Odwróć szklankę. Kartka papieru nie spada, woda nie wylewa się ze szklanki.Wyjaśnienie doświadczenia : prasy powietrzne ze wszystkich stron, a także od dołu do góry. Woda działa na liść z góry. Ciśnienie wody w szkle jest równe ciśnieniu powietrza na zewnątrz.Eksperyment nr 4. Jak włożyć jajko do butelki? Urządzenia i materiały : szklana butelka z szeroką szyjką, jajko na twardo, zapałki i świeczki do ciasta.Postęp eksperymentu : obierz ugotowane jajko, włóż do jajka świeczki i podpal je. Połóż butelkę na górze i włóż do niej jajko jak korek. Jajko zostanie wciągnięte do butelki.Wyjaśnienie doświadczenia: ogień wypiera tlen z butelki, ciśnienie powietrza wewnątrz butelki spadło. Ciśnienie powietrza zewnętrznego pozostaje takie samo i wpycha jajko do butelki (ryc. 12).

Ryż. 12 Eksperyment z jajkiem Ryc. 13 eksperyment z butelką

Eksperyment nr 5. Spłaszczona butelka. Urządzenia i materiały : czajnik z ciepłą wodą, pusta plastikowa butelka.Postęp eksperymentu : Wypłucz butelkę gorącą wodą. Odcedź wodę i szybko zamknij butelkę pokrywką. Butelka spłaszczy się.Wyjaśnienie doświadczenia : gorąca woda podgrzała powietrze w butelce, powietrze rozszerzyło się. Po zamknięciu butelki powietrze ostygło. Ciśnienie spadło. Zewnętrzne powietrze atmosferyczne sprężyło butelkę (ryc. 13).

Eksperyment nr 6. Szklanka wody i kartka papieru.

Urządzenia i materiały : szklanka, woda i kartka papieru.

Postęp eksperymentu : do szklanki (ale nie pełnej) wlej wodę, przykryj kartką papieru i odwróć. Liść nie spadnie ze szkła.

Wyjaśnienie doświadczenia : kartka papieru utrzymuje ciśnienie atmosferyczne, które z zewnątrz działa z większą siłą niż ciężar wody w szklance (rysunek 14).

Ryż. 14 eksperymentów ze szkłem

Eksperyment nr 7. Otto von Guericke w domu.

Urządzenia i materiały : 2 szklanki, pierścień z kartki papieru o średnicy szklanki namoczonej w wodzie, ogietek świecy, zapałki.

Postęp eksperymentu : Do jednej szklanki włóż zapaloną świecę, na wierzch połóż papierowy pierścień namoczony w wodzie, przykryj drugą szklanką i lekko dociśnij. Świeca gaśnie, podnosimy górną szybę i zauważamy, że druga szklanka dociska się do górnej.

Wyjaśnienie doświadczenia : powietrze rozszerzyło się w wyniku ogrzewania i jego część wydostała się na zewnątrz. Im mniej powietrza pozostaje w środku, tym bardziej jest ono sprężane z zewnątrz przez ciśnienie atmosferyczne, które pozostaje stałe. Papierowy pierścień zwilżony wodą zapobiega przedostawaniu się powietrza do środka.

Ryc. 15 Półkule Magderburga w domu.

Rozdział 3. Praktyczne wykorzystanie ciśnienia atmosferycznego.

1.Jak pijemy? Wkładamy do ust szklankę lub łyżkę płynu i „wciągamy” jego zawartość. Dlaczego właściwie płyn napływa do naszych ust? Co ją fascynuje? Powód jest taki: pijąc, rozszerzamy klatkę piersiową i w ten sposób rozrzedzamy powietrze w ustach; pod naporem powietrza zewnętrznego ciecz napływa do nas do przestrzeni, w której ciśnienie jest mniejsze i tym samym przedostaje się do naszych ust.

Ściśle rzecz biorąc, pijemy nie tylko ustami, ale także płucami; w końcu ekspansja płuc jest powodem, dla którego płyn przedostaje się do naszych ust.

2. Ciśnienie atmosferyczne u dzikich zwierząt. Muchy i żaby drzewne mogą przyklejać się do szyb okiennych dzięki maleńkim przyssawkom, które wytwarzają podciśnienie i ciśnienie atmosferyczne.

ciśnienie utrzymuje przyssawkę na szybie. Lepkie ryby mają powierzchnię ssącą składającą się z fałd, które tworzą głębokie „kieszenie”.
Przy próbie oderwania przyssawki od powierzchni, do której jest przyklejona, głębokość kieszeni wzrasta, ciśnienie w nich maleje, a następnie ciśnienie zewnętrzne jeszcze mocniej dociska przyssawkę.

3.Automatyczny poidło dla ptaków składa się z butelki napełnionej wodą i odwróconej w korycie tak, że szyjka znajduje się nieco poniżej poziomu wody w korycie. Dlaczego woda nie wylewa się z butelki? Ciśnienie atmosferyczne utrzymuje wodę w butelce.

4. Tłokowa pompa cieczy Woda w cylindrze unosi się za tłokiem pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Stanowi to podstawę działania pomp tłokowych. Pompę pokazano schematycznie na rysunku. Składa się z cylindra, wewnątrz którego tłok 1, ściśle przylegający do ścianek, porusza się w górę i w dół. Zawory 2 są zainstalowane w dolnej części cylindra oraz w samym tłoku, otwierając się tylko do góry. Gdy tłok porusza się w górę, woda pod wpływem ciśnienia atmosferycznego dostaje się do rury, podnosi dolny zawór i przemieszcza się za tłok. (patrz załącznik rys. 1). Gdy tłok porusza się w dół, woda pod tłokiem naciska na dolny zawór i zamyka się. Jednocześnie pod ciśnieniem wody otwiera się zawór wewnątrz tłoka i woda wpływa do przestrzeni pod tłokiem. Kiedy tłok następnie porusza się w górę, woda nad nim unosi się wraz z nim i wlewa się do rury. Jednocześnie za tłokiem podnosi się nowa porcja wody, która po późniejszym opuszczeniu tłoka pojawi się nad nim.

5. Wątroba Jest to urządzenie do pobierania różnych płynów. Wątrobę zanurza się w płynie, następnie górny otwór zamyka się palcem i wyjmuje z płynu. Po otwarciu górnego otworu woda zaczyna wypływać z wątroby

6. Barometr aneroidowy to urządzenie do pomiaru ciśnienia atmosferycznego oparte na konstrukcji bezcieczowej. Działanie urządzenia opiera się na pomiarze odkształceń sprężystych wywołanych ciśnieniem atmosferycznym
cienkościenne naczynie metalowe, z którego wypompowano powietrze.