Hidrauliskā prese. Paskāla likuma praktiskā nozīme Problēmu piemēri ar risinājumiem

7. klase Nodarbība #41 Datums

Temats: Paskāla likums. Hidrauliskā prese.

Nodarbības veids: Nodarbība, kurā apgūst jaunu materiālu.

Nodarbības mērķi un uzdevumi:

· Izglītības mērķis - uzzināt par Paskāla likumu , paplašināt un padziļināt skolēnu zināšanas par tēmu “Spiediens”, pārrunāt atšķirību starp cietām vielām, šķidrumiem un gāzēm; ieviest jaunu jēdzienu "Hidrauliskā prese", palīdzēt skolēniem izprast iegūto zināšanu un prasmju praktisko nozīmi, lietderību.

· Attīstības mērķis - radīt apstākļus pētniecisko un radošo prasmju attīstībai; komunikācijas un sadarbības prasmes.

· izglītības mērķis - veicināt garīgā darba kultūras ieaudzināšanu, radīt apstākļus intereses palielināšanai par pētāmo materiālu.

Aprīkojums:

Prezentācija, video

kartes ar individuāliem uzdevumiem

Nodarbību laikā.

1.Org. brīdis.

Skolēnu sagatavošana klases darbam. Pieņemšana "Smaids"

2. Motivēšana un stundas mērķu un uzdevumu izvirzīšana.

Attēlu slaidrāde. Mūsu nodarbības mērķi ir:

Šodien nodarbībā pētīsim vienu no svarīgākajiem dabas likumiem Paskāla likumu. Mūsu nodarbības mērķis: izpētīt likumus, kā arī iemācīties izskaidrot vairākas fizikālas parādības, izmantojot Paskāla likumu. Skatīt likuma piemērošanu praksē.

Izpētīt iekārtas fiziskos pamatus un hidrauliskās mašīnas darbību;

Sniedziet hidrauliskās preses koncepciju un parādiet tās praktisko pielietojumu.

3. Pētījums jauna tēma

Visi ķermeņi sastāv no molekulām un atomiem. Mēs esam apsvēruši trīs dažādus agregācijas stāvoklis vielas un, pamatojoties uz struktūru, tās atšķiras pēc īpašībām. Šodien jāiepazīstas ar spiediena ietekmi uz cietām, šķidrām un gāzveida vielām. Apskatīsim piemērus:

Ar āmuru iedur dēlī naglu. Ko mēs novērojam? Kādā virzienā darbojas spiediens?

(Zem āmura spiediena nagla iekļūst dēlī. Spēka virzienā. Dēlis un nagla ir neatņemamas cietvielas.)

Ņemsim smiltis. Šī ir cieta granulēta viela. Piepildiet cauruli ar virzuli ar smiltīm. Viens caurules gals ir pārklāts ar gumijas plēvi. Nospiežam uz virzuļa un novērojam.

(Smiltis spiež uz plēves sienām ne tikai spēka virzienā, bet arī uz sāniem.)

Tagad redzēsim, kā šķidrums uzvedas. Piepildiet cauruli ar šķidrumu. Spiežam uz virzuli, novērojam un salīdzinām ar iepriekšējās pieredzes rezultātiem.

(Plēve ir bumbiņas formā, šķidruma daļiņas vienādi spiežas dažādos virzienos.)

Ņemsim gāzi kā piemēru. Piepūšam bumbu.

(Spiediens tiek pārnests ar gaisa daļiņām vienādi visos virzienos.)

Mēs apsvērām spiediena ietekmi uz cietām beztaras, šķidrām un gāzveida vielām. Kādu līdzību pamanāt?

(Šķidrumiem un gāzēm spiediens dažādos virzienos darbojas vienādi, un tas ir milzīga skaita molekulu nejaušas kustības sekas. Cietām birstošām vielām spiediens iedarbojas spēka virzienā un uz sāniem.)

Paskaidrosim padziļināti šķidruma un gāzu spiediena pārneses procesu.

Iedomājieties, ka caurule ar virzuli ir piepildīta ar gaisu (gāzi). Gāzē esošās daļiņas ir vienmērīgi sadalītas visā tilpumā. Uzsitīsim virzuli. Daļiņas zem virzuļa ir sablīvētas. Gāzes daļiņas mobilitātes dēļ kustēsies visos virzienos, kā rezultātā to izvietojums atkal kļūs viendabīgs, bet blīvāks. Tāpēc gāzes spiediens visur palielinās. Tas nozīmē, ka spiediens tiek pārnests uz visām gāzes daļiņām.

Veiksim eksperimentu ar Paskāla bumbu. Ņemsim dobu bumbiņu ar šauriem caurumiem dažādās vietās un piestiprinām to pie caurules ar virzuli.

Ja jūs ievelkat caurulē ūdeni un nospiežat virzuli, tad ūdens plūsmu veidā plūst no visiem lodītes caurumiem. (Bērni izdara savus minējumus.)

Formulēsim vispārīgu secinājumu.

Virzulis spiež uz ūdens virsmas caurulē. Ūdens daļiņas zem virzuļa, kondensējoties, pārnes spiedienu uz citiem slāņiem, kas atrodas dziļāk. Tādējādi virzuļa spiediens tiek pārnests uz katru šķidruma punktu, kas piepilda lodi. Rezultātā daļa ūdens tiek izspiesta no bumbiņas straumju veidā, kas izplūst no visiem caurumiem.

Spiediens, kas iedarbojas uz šķidrumu vai gāzi, tiek pārnests bez izmaiņām uz katru šķidruma vai gāzes tilpuma punktu. Šo apgalvojumu sauc par Paskāla likumu.

4. Konsolidācija: atbildiet uz jautājumiem

1. Ja šaut no pneimatiskā pistoles uz cieti vārītu olu, tad lode tajā caurdurs tikai caurumu, bet pārējais paliek neskarts. Bet, ja nošausi jēlu olu, tā saplīsīs. (Izšaujot uz vārītu olu, lode caurdur cietu ķermeni, tāpēc tā ieduras lidojuma virzienā, jo spiediens tiek pārnests šajā virzienā.)

2. Kāpēc šāviņa sprādziens zem ūdens ir iznīcinošs ūdenī dzīvojošiem organismiem? (Spiediens, ko izraisa sprādziens šķidrumā, saskaņā ar Paskāla likumu tiek pārnests vienādi visos virzienos, un dzīvnieki no tā var nomirt)

3. Ļauns džins, kas atrodas gāzveida stāvoklī aizkorķētas pudeles iekšpusē izdara spēcīgu spiedienu uz tās sienām, dibenu un korķi. Kā džins sit uz visām pusēm, ja gāzveida stāvoklī tam nav ne roku, ne kāju? Kāds likums viņam atļauj to darīt? (molekulas, Paskāla likums)

4. Kosmonautiem ēdienu gatavo pusšķidrā veidā un liek mēģenēs ar elastīgām sieniņām. Kas palīdz astronautiem izspiest pārtiku no caurulēm?

(Paskāla likums)

5. Mēģiniet izskaidrot stikla trauku izgatavošanas procesu, kad gaiss tiek iepūsts izkausēta stikla pilē?

(Saskaņā ar Paskāla likumu spiediens gāzes iekšienē tiks pārnests vienādi visos virzienos, un šķidrais stikls piepūš kā balons.)

Paskāla likuma piemērošana praksē

Motivācija šīs tēmas apguvei: "Hidrauliskā prese"

Iespējams, esat novērojuši situāciju: saplīsis ritenis, vadītājs viegli ar ierīces palīdzību paceļ automašīnu un maina bojāto riteni, neskatoties uz to, ka automašīnas svars ir aptuveni 1,5 tonnas.

Kopā atbildēsim uz jautājumu, kāpēc tas ir iespējams?

Viņš izmanto domkratu. Domkrats pieder hidrauliskajām mašīnām.

Mehānismus, kas darbojas ar kāda veida šķidruma palīdzību, sauc par hidrauliskiem (grieķu "gidor" - ūdens, šķidrums).

Hidrauliskā prese ir materiālu formēšanas mašīna, ko darbina izspiežams šķidrums.

atbildi uz jautājumiem.

v Vai cilindri un virzuļi ir vienādi? Kāda ir atšķirība?

v Ko tas nozīmē: katrs virzulis dara savu?

v Uz kāda likuma ir balstīta hidrauliskās preses darbība?

Hidrauliskās preses ierīce ir balstīta uz Paskāla likumu. Divi savienojošie trauki ir piepildīti ar viendabīgu šķidrumu un noslēgti ar diviem virzuļiem, kuru laukumi ir S1 un S2 (S2 > S1). Saskaņā ar Paskāla likumu mums ir vienāds spiediens abos cilindros: p1=p2.

p1 = F1/S1, P2 = F2/ S2 , F1/S1 = F2/ S2, F1 S2 = F2 S1

Hidrauliskās preses darbības laikā tiek radīts spēka pieaugums, vienāds ar attiecību lielākā virzuļa laukums uz mazākā virzuļa laukumu.

F1/ F2 = S1/ S2.

Hidrauliskās preses darbības princips.

Presējamais korpuss tiek novietots uz platformas, kas savienota ar lielu virzuli. Ar neliela virzuļa palīdzību tiek radīts liels spiediens uz šķidrumu. Šis spiediens bez izmaiņām tiek pārnests uz katru šķidruma punktu, kas piepilda cilindrus. Tāpēc tāds pats spiediens iedarbojas uz lielāko virzuli. Bet, tā kā tā laukums ir lielāks, tad spēks, kas iedarbojas uz to, būs lielāks nekā spēks, kas iedarbojas uz mazo virzuli. Šī spēka ietekmē lielākais virzulis pacelsies. Kad šis virzulis ir pacelts, korpuss balstās pret fiksēto augšējo platformu un tiek saspiests. Spiediena mērītājs, kas mēra šķidruma spiedienu, ir drošības vārsts, kas automātiski atveras, kad spiediens pārsniedz pieļaujamo vērtību. No maza cilindra uz lielu šķidrumu tiek sūknēts ar atkārtotām mazā virzuļa kustībām.

Hidrauliskās preses tiek izmantotas vietās, kur nepieciešama liela jauda. Piemēram, eļļas spiešanai no sēklām eļļas dzirnavās, saplākšņa, kartona, siena presēšanai. Metalurģijas rūpnīcās hidrauliskās preses izmanto mašīnu tērauda vārpstu, dzelzceļa riteņu un daudzu citu izstrādājumu ražošanā. Mūsdienu hidrauliskās preses var attīstīt simtiem miljonu ņūtonu spēku.

Miljoniem automašīnu ir aprīkotas ar hidrauliskām bremzēm. Desmitiem un simtiem tūkstošu ekskavatoru, buldozeru, celtņu, iekrāvēju, pacēlāju ir aprīkoti ar hidraulisko piedziņu.

Hidrauliskie domkrati un hidrauliskās preses tiek izmantoti milzīgā daudzumā dažādiem mērķiem – no pārsēju uzspiešanas uz vagonu riteņpāriem līdz paceļamo tiltu kopņu pacelšanai, lai kuģi varētu pāriet pa upēm.

Video demonstrācija

5. Izpratnes pārbaude: Atbildiet uz testa jautājumiem.

	1 variants	2. iespēja
	A) darbs B) spiediens	A) Džouls B) Paskāls B) Ņūtons
	A) samazināt mazāk; mazāk B) samazināt; vairāk; vairāk B) palielināt vairāk; vairāk D) palielināt; mazāk; vairāk	A) samazināt vairāk; mazāk B) samazināt; vairāk; vairāk B) samazināt mazāk; mazāk D) palielināt; vairāk; vairāk
	C) riteņi tiek aizstāti ar kāpurķēdēm	A) nažu asmeņi ir uzasināti D) naži tiek aizstāti ar makšķerauklu
	Norādiet nepareizo apgalvojumu.	B) kuģa apakšā D) visos virzienos
		A) 1300 kg/m3

7. Salīdzinošā pārskatīšana: apmainīties ar piezīmju grāmatiņām un pārbaudīt

1. iespēja: 1c, 2b, 3a, 4d, 5d, 6d, 7d, 8a

2. iespēja: 1b, 2d, 3a, 4a, 5d, 6b, 7d, 8c

6. Rezumējot. Mājasdarbs. ξ 44,45, sacerēt salīdzināšanas tabula: "Spiediens cietvielas, šķidrumi un gāzes"

Atbildiet uz testa jautājumiem.

	1 variants	2. iespēja
	Kas fiziskais daudzums nosaka pēc formulas p \u003d F / S? A) darbs B) spiediens	Kura no tālāk norādītajām vienībām ir spiediena mērīšanas pamatvienība? A) Džouls B) Paskāls B) Ņūtons
	Kura no šīm vērtībām var izteikt spiedienu?	Izsaka spiedienu, kas vienāds ar 0,01 N/cm2 Pa.
	Ar kādu formulu var aprēķināt spiediena spēku?	Kādu formulu var izmantot spiediena aprēķināšanai?
	Uzskaitiet dažus trūkstošos vārdus. Griešanas instrumenti tiek uzasināti, lai ... nospiestu, jo jo vairāk ... atbalsta laukums, jo ... spiediens. A) samazināt mazāk; mazāk B) samazināt; vairāk; vairāk B) palielināt vairāk; vairāk D) palielināt; mazāk; vairāk	Uzskaitiet dažus trūkstošos vārdus. Ēku sienas ir uzstādītas uz plaša pamata, lai ... nospiestu, jo jo vairāk ... atbalsta laukums, jo ... spiediens. A) samazināt vairāk; mazāk B) samazināt; vairāk; vairāk B) samazināt mazāk; mazāk D) palielināt; vairāk; vairāk
	Atrodiet nepareizo atbildi. Viņi cenšas samazināt spiedienu šādos veidos: A) palieliniet pamatu apakšējās daļas laukumu B) kravas automašīnu riepas tiek izgatavotas platākas C) riteņi tiek aizstāti ar kāpurķēdēm D) Samaziniet kolonnu skaitu, kas atbalsta platformu	Atrodiet nepareizo atbildi. Viņi cenšas palielināt spiedienu šādos veidos A) nažu asmeņi ir uzasināti B) knaibles tiek aizstātas ar knaiblēm C) viņi izmanto ratus vasarā, kamanas ziemā D) naži tiek aizstāti ar makšķerauklu
	Kastes, kas sver 0,96 kN, atbalsta laukums ir 0,2 m2. Aprēķiniet kastes spiedienu.	Šūšanas laikā uz adatu iedarbojas spēks 2 N. Aprēķiniet adatas radīto spiedienu, ja punkta laukums ir 0,01 mm2.
	Norādiet nepareizo apgalvojumu. A) gāzes spiedienu rada nejauši kustīgu molekulu ietekme B) gāze izdara vienādu spiedienu visos virzienos C) ja gāzes masa un temperatūra paliek nemainīga, tad, samazinoties gāzes tilpumam, spiediens palielinās D) ja gāzes masa un temperatūra paliek nemainīga, tad, palielinoties gāzes tilpumam, spiediens nemainās	Paskāla likums nosaka, ka šķidrumi un gāzes pārraida uz tiem radīto spiedienu... A) spēka virzienā B) kuģa apakšā B) rezultējošā spēka virzienā D) visos virzienos
	Spiediens 4 kPa atbilst spiedienam ..	Kuru no tālāk norādītajām vērtībām var izteikt hidrostatiskais spiediens? A) 1300 kg/m3

Uzmanību! Vietnes administrācijas vietne nav atbildīga par saturu metodoloģiskā attīstība, kā arī par atbilstību federālā valsts izglītības standarta izstrādei.

• Dalībnieks: Maksims Koļesņikovs
• Vadītāja: Ščerbinina Gaļina Gennadievna

Darba mērķis: Paskāla likuma eksperimentāls apstiprinājums.

Ievads

Paskāla likums kļuva zināms 1663. gadā. Tieši šis atklājums veidoja pamatu superpresu ar spiedienu virs 750 000 kPa, hidrauliskās piedziņas izveidei, kas savukārt noveda pie hidrauliskās automatizācijas rašanās, kas kontrolē mūsdienu reaktīvo oderējumu. kosmosa kuģi, darbgaldi ar ciparu vadību, jaudīgi pašizgāzēji, kalnrūpniecības kombaini, preses, ekskavatori ... Tādējādi Paskāla likums ir atradis lielisku pielietojumu mūsdienu pasaule. Taču visi šie mehānismi ir diezgan sarežģīti un smagnēji, tāpēc vēlējos izveidot ierīces, balstoties uz Paskāla likumu, lai pārliecinātu sevi un savus kursabiedrus, no kuriem daudzi uzskata, ka ir stulbi tērēt laiku "senatnei", kad mūs ieskauj modernas ierīces, ka šī tēma joprojām ir interesanta un aktuāla. Turklāt paštaisītās ierīces, kā likums, izraisa interesi, liek aizdomāties, fantazēt un ar citām acīm paskatīties uz "dziļās senatnes" atklājumiem.

objektu mans pētījums ir Paskāla likums.

Darba mērķis: Paskāla likuma eksperimentāls apstiprinājums.

Hipotēze: Paskāla likuma zināšanas var noderēt būvtehnikas projektēšanā.

Darba praktiskā nozīme: Manā darbā eksperimenti tiek piedāvāti demonstrēšanai fizikas stundās vidusskolas 7. klasē vidusskola. Izstrādātos eksperimentus var demonstrēt gan stundā pētot parādības (ceru, ka tas palīdzēs veidot kādus jēdzienus mācoties fiziku), gan kā mājasdarbu skolēniem.

Piedāvātie iestatījumi ir universāli, ar vienu iestatījumu var parādīt vairākus eksperimentus.

1. nodaļa. Visa mūsu cieņa slēpjas spējā domāt

Blēzs Paskāls (1623-1662) - franču matemātiķis, mehāniķis, fiziķis, rakstnieks un filozofs. Franču literatūras klasiķis, viens no matemātiskās analīzes, varbūtību teorijas un projektīvās ģeometrijas pamatlicējiem, pirmo skaitīšanas tehnikas paraugu radītājs, hidrostatikas pamatlikuma autors. Paskāls iegāja fizikas vēsturē, izveidojot hidrostatikas pamatlikumu, un apstiprināja Toricelli pieņēmumu par atmosfēras spiediena esamību. Spiediena mērvienība SI ir nosaukta Paskāla vārdā. Paskāla likums nosaka, ka spiediens, kas iedarbojas uz šķidrumu vai gāzi, tiek pārnests uz jebkuru punktu bez izmaiņām visos virzienos. Pat labi zināmais Arhimēda likums ir īpašs Paskāla likuma gadījums.

Paskāla likumu var izskaidrot, izmantojot šķidrumu un gāzu īpašības, proti: šķidruma un gāzes molekulas, atsitoties pret trauka sienām, rada spiedienu. Spiediens palielinās (samazinās), palielinoties (samazinoties) molekulu koncentrācijai.

Ir plaši izplatīta problēma, ar kuru var saprast Paskāla likuma darbību: šaujot ar šauteni, vārītajā olā veidojas bedre, jo spiediens šajā olā tiek pārraidīts tikai tās kustības virzienā. Jēla ola saplīst, jo lodes spiediens šķidrumā saskaņā ar Paskāla likumu tiek pārraidīts vienādi visos virzienos.

Starp citu, zināms, ka pats Paskāls, izmantojot paša atklāto likumu, eksperimentu gaitā izgudroja šļirci un hidraulisko presi.

Paskāla likuma praktiskā nozīme

Daudzu mehānismu darbība balstās uz Paskāla likumu, atšķirīgā veidā tādas gāzes īpašības kā saspiežamība un spēja vienādi pārnest spiedienu visos virzienos, ir atradušas plašu pielietojumu dažādu tehnisko ierīču projektēšanā.

1. Tātad, saspiestais gaiss tiek izmantots zemūdenē, lai to paceltu no dziļuma. Niršanas laikā zemūdenes iekšpusē tiek piepildītas īpašas tvertnes ar ūdeni. Laivas masa palielinās un tā grimst. Lai paceltu laivu, šajās tvertnēs tiek iesūknēts saspiests gaiss, kas izspiež ūdeni. Laivas masa samazinās un tā peld.

1. att. Zemūdenes uz virsmas: galvenās balasta tvertnes (TsGB) nav piepildītas

2. att. Zemūdene iegremdētā stāvoklī: CGB bija piepildīta ar ūdeni

1. Ierīces, kas izmanto saspiestu gaisu, sauc par pneimatiskām. Tajos ietilpst, piemēram, domkrats, ar kuru tiek atvērts asfalts, irdināta sasalusi augsne un sasmalcināti akmeņi. Saspiesta gaisa iedarbībā domkrata maksimums izdara 1000-1500 sitienus minūtē ar lielu iznīcinošo spēku.

1. Ražošanā metālu kalšanai un apstrādei izmanto pneimatisko āmuru un pneimatisko presi.

1. Kravas automašīnās un dzelzceļa transports tiek izmantota gaisa bremze. Metro vagonos durvis tiek atvērtas un aizvērtas, izmantojot saspiestu gaisu. Gaisa sistēmu izmantošana transportā ir saistīta ar to, ka pat gaisa noplūdes gadījumā no sistēmas tā tiks papildināta kompresora darbības dēļ un sistēma darbosies pareizi.
2. Arī ekskavatora darbs ir balstīts uz Paskāla likumu, kur tā bultiņas un kausa iedarbināšanai tiek izmantoti hidrauliskie cilindri.

2. nodaļa. Zinātnes dvēsele ir tās atklājumu praktiskā pielietošana

Pieredze 1 (video, šīs ierīces darbības principa modelēšanas metode prezentācijā)

Paskāla likuma darbību var izsekot laboratorijas hidrauliskās preses darbā, kas sastāv no diviem savstarpēji savienotiem kreisajiem un labējiem cilindriem, kas vienmērīgi piepildīti ar šķidrumu (ūdeni). Aizbāžņi (atsvari), kas norāda šķidruma līmeni šajos cilindros, ir izcelti melnā krāsā.

Rīsi. 3 Hidrauliskās preses diagramma

Rīsi. 4. Hidrauliskās preses pielietošana

Kas te notika? Mēs nospiedām uz leju kreisā cilindra spraudni, kas izspieda šķidrumu no šī cilindra uz labo cilindru, kā rezultātā labā cilindra spraudnis, piedzīvojot šķidruma spiedienu no apakšas, pacēlās. Tādējādi šķidrums ir pārnesis spiedienu.

To pašu eksperimentu veicu tikai nedaudz citā veidā savās mājās: eksperimenta demonstrācija ar diviem cilindriem, kas savienoti viens ar otru - medicīniskās šļirces, kas savienotas viena ar otru un piepildītas ar šķidrumu-ūdeni.

Hidrauliskās preses ierīce un darbības princips ir aprakstīts 7. klases mācību grāmatā vidusskolām,

2. pieredze (video, izmantojot simulācijas metodi, lai prezentācijā demonstrētu šīs ierīces montāžu)

Iepriekšējā eksperimenta izstrādē Paskāla likuma demonstrēšanai samontēju arī koka mini ekskavatora modeli, kura pamatā ir ar ūdeni pildīti virzuļi-cilindri. Interesanti, ka kā virzuļus, kas paceļ un nolaiž ekskavatora strēli un kausu, sava likuma atbalstam izmantoju Blēza Paskāla paša izgudrotās medicīniskās šļirces.

Tātad sistēma sastāv no parastajām medicīniskām šļircēm pa 20 ml katra (vadības sviru funkcija) un tām pašām šļircēm pa 5 ml katra (virzuļu funkcija). Es piepildīju šīs šļirces ar šķidrumu – ūdeni. Šļirču savienošanai tika izmantota pilinātāju sistēma (nodrošina blīvējumu).

Lai šī sistēma darbotos, nospiežam sviru vienā vietā, ūdens spiediens tiek pārnests uz virzuli, uz spraudni, spraudnis paceļas - ekskavators sāk kustēties, ekskavatora strēle un kauss nolaižas un paceļas.

Šo eksperimentu var demonstrēt, atbildot uz jautājumu pēc A. V. Periškina mācību grāmatas 7. klasei 36. 87. lpp.: "Kāda pieredze var parādīt šķidruma un gāzu spiediena pārneses īpatnības?", Pieredze ir interesanta arī no izmantoto materiālu pieejamības un praktisks pielietojums Paskāla likums.

3. pieredze (video)

Caurulei ar virzuli (šļirci) pievienosim dobu lodi (pipeti) ar daudziem maziem caurumiem.

Piepildiet balonu ar ūdeni un nospiediet virzuli. Spiediens caurulē palielināsies, pa visiem caurumiem sāks izplūst ūdens, savukārt ūdens spiediens visās ūdens plūsmās būs vienāds.

To pašu rezultātu var iegūt, ja ūdens vietā izmanto dūmus.

Šis eksperiments ir klasisks Paskāla likuma demonstrēšanai, taču katram skolēnam pieejamo materiālu izmantošana padara to īpaši efektīvu un neaizmirstamu.

Līdzīga pieredze ir aprakstīta un komentēta 7. klases mācību grāmatā vidusskolām,

Secinājums

Gatavojoties sacensībām, es:

• studēju teorētisko materiālu par manu izvēlēto tēmu;
• radīja paštaisītas ierīces un vadīja eksperimentālā pārbaude Paskāla likums par šādiem modeļiem: hidrauliskās preses modelis, ekskavatora modelis.

secinājumus

17. gadsimtā atklātais Paskāla likums ir aktuāls un mūsdienās plaši izmantots cilvēka darbu atvieglojošu tehnisko ierīču un mehānismu projektēšanā.

Ceru, ka manis savāktās instalācijas ieinteresēs manus draugus un kursabiedrus un palīdzēs labāk izprast fizikas likumus.

Preses darbība balstās uz Paskāla likums. Hidrauliskā prese sastāv no diviem savstarpēji savienotiem traukiem, kas piepildīti ar šķidrumu (parasti tehnisko eļļu) un slēgti ar dažāda izmēra S 1 un S 2 virzuļiem (1. att.).

Ārējais spēks, kas iedarbojas uz nelielu virzuli, rada spiedienu

Saskaņā ar Paskāla likumu, šķidrums to pārraida visos virzienos bez izmaiņām. Tāpēc spēks iedarbojas uz otro virzuli no šķidruma puses

(1)

Hidrauliskā prese dod spēka pastiprinājumu tik reižu, cik lielākā virzuļa laukums pārsniedz mazā virzuļa laukumu.

Spēks F 1 maina arī šķidruma potenciālo enerģiju presē. Bet tā kā šī šķidruma smagums ir daudz mazāks par spēku F 1. mēs uzskatījām, ka šķidrums ir bezsvara. Šajā sakarā jāatzīmē, ka reālos apstākļos (1) vienādojums ir izpildīts tikai aptuveni.

Prese nedod uzvaru darbā. Patiešām, nolaižot mazo virzuli, spēks darbojas A 1 = F 1 h 1, kur h 1 ir mazā virzuļa gājiens. Daļa šķidruma tiek izspiesta no šaurā cilindra platajā, un lielais virzulis paceļas h 2 . Darba spēks F2

(2)

Bet šķidrums ir nesaspiežams. Līdz ar to šķidrumu tilpumi, kas tiek pārnesti no viena cilindra uz otru, ir vienādi, t.i.

Aizstājiet šo vienādojumu un vienādojumu (1) ar (2), iegūstam A 1 = A 2 .

Hidrauliskā prese ļauj attīstīt kolosālus spēkus un tiek izmantota izstrādājumu presēšanai (no metāla, plastmasas, no dažādiem pulveriem), caurumu izgriešanai metāla loksnēs, materiālu stiprības pārbaudei, smagumu celšanai, eļļas spiešanai no sēklām eļļas dzirnavās, saplākšņa, kartona, siena presēšanai. Metalurģijas rūpnīcās hidrauliskās preses izmanto tērauda mašīnu vārpstu, dzelzceļa riteņu un daudzu citu izstrādājumu ražošanā.

7. klase Nodarbība #41 Datums

Temats: Paskāla likums. Hidrauliskā prese.

Nodarbības veids: Nodarbība jauna materiāla apguve.

Nodarbības mērķi un uzdevumi:

Izglītības mērķis - uzzināt par Paskāla likumu, paplašināt un padziļināt skolēnu zināšanas par tēmu “Spiediens”, pārrunāt atšķirību starp cietām vielām, šķidrumiem un gāzēm; ieviest jaunu jēdzienu "Hidrauliskā prese", palīdzēt skolēniem izprast iegūto zināšanu un prasmju praktisko nozīmi, lietderību.

Attīstības mērķis - radīt apstākļus pētniecisko un radošo prasmju attīstībai; komunikācijas un sadarbības prasmes.

izglītības mērķis - veicināt garīgā darba kultūras ieaudzināšanu, radīt apstākļus intereses palielināšanai par pētāmo materiālu.

Aprīkojums :

prezentācija, video klipi

personalizētas kartes

Nodarbību laikā.

1.Org. brīdis.

Skolēnu sagatavošana klases darbam. Pieņemšana "Smaids"

2. Motivēšana un stundas mērķu un uzdevumu izvirzīšana.

Attēlu slaidrāde. Mūsu nodarbības mērķi ir:

- Šodien nodarbībā pētīsim vienu no svarīgākajiem dabas likumiem Paskāla likumu. Mūsu nodarbības mērķis: izpētīt likumus, kā arī iemācīties izskaidrot vairākas fizikālas parādības, izmantojot Paskāla likumu. Skatīt likuma piemērošanu praksē.

Izpētīt iekārtas fiziskos pamatus un hidrauliskās mašīnas darbību;

Sniedziet hidrauliskās preses koncepciju un parādiet tās praktisko pielietojumu.

3. Jaunas tēmas apgūšana

Visi ķermeņi sastāv no molekulām un atomiem. Mēs esam apsvēruši trīs dažādus vielas agregācijas stāvokļus, un, pamatojoties uz struktūru, tie atšķiras pēc īpašībām. Šodien jāiepazīstas ar spiediena ietekmi uz cietām, šķidrām un gāzveida vielām. Apskatīsim piemērus:

Ar āmuru iedur dēlī naglu. Ko mēs redzam? Kādā virzienā darbojas spiediens?

(Zem āmura spiediena nagla iekļūst dēlī. Spēka virzienā. Dēlis un nagla ir neatņemamas cietvielas.)

Ņemsim smiltis. Šī ir cieta granulēta viela. Piepildiet cauruli ar virzuli ar smiltīm. Viens caurules gals ir pārklāts ar gumijas plēvi. Nospiežam uz virzuļa un novērojam.

(Smiltis spiež uz plēves sienām ne tikai spēka virzienā, bet arī uz sāniem.)

Tagad redzēsim, kā šķidrums uzvedas. Piepildiet cauruli ar šķidrumu. Spiežam uz virzuli, novērojam un salīdzinām ar iepriekšējās pieredzes rezultātiem.

(Plēve ir bumbiņas formā, šķidruma daļiņas vienādi spiežas dažādos virzienos.)

Ņemsim gāzi kā piemēru. Piepūšam bumbu.

(Spiediens tiek pārnests ar gaisa daļiņām vienādi visos virzienos.)

Mēs apsvērām spiediena ietekmi uz cietām beztaras, šķidrām un gāzveida vielām. Kādu līdzību pamanāt?

(Šķidrumiem un gāzēm spiediens dažādos virzienos darbojas vienādi, un tas ir milzīga skaita molekulu nejaušas kustības sekas. Cietām birstošām vielām spiediens iedarbojas spēka virzienā un uz sāniem.)

Paskaidrosim padziļināti šķidruma un gāzu spiediena pārneses procesu.

Iedomājieties, ka caurule ar virzuli ir piepildīta ar gaisu (gāzi). Gāzē esošās daļiņas ir vienmērīgi sadalītas visā tilpumā. Uzsitīsim virzuli. Daļiņas zem virzuļa ir sablīvētas. Gāzes daļiņas mobilitātes dēļ kustēsies visos virzienos, kā rezultātā to izvietojums atkal kļūs viendabīgs, bet blīvāks. Tāpēc gāzes spiediens visur palielinās. Tas nozīmē, ka spiediens tiek pārnests uz visām gāzes daļiņām.

Veiksim eksperimentu ar Paskāla bumbu. Ņemsim dobu bumbiņu ar šauriem caurumiem dažādās vietās un piestiprinām to pie caurules ar virzuli.

E Ja jūs ievelkat caurulē ūdeni un nospiežat virzuli, tad ūdens plūsmu veidā plūst no visiem lodītes caurumiem.(Bērni izdara savus minējumus.)

Formulēsim vispārīgu secinājumu.

Virzulis spiež uz ūdens virsmas caurulē. Ūdens daļiņas zem virzuļa, kondensējoties, pārnes spiedienu uz citiem slāņiem, kas atrodas dziļāk. Tādējādi virzuļa spiediens tiek pārnests uz katru šķidruma punktu, kas piepilda lodi. Rezultātā daļa ūdens tiek izspiesta no bumbiņas straumju veidā, kas izplūst no visiem caurumiem.

Spiediens, kas iedarbojas uz šķidrumu vai gāzi, tiek pārnests bez izmaiņām uz katru šķidruma vai gāzes tilpuma punktu. Šo apgalvojumu sauc par Paskāla likumu.

4. Konsolidācija: atbildiet uz jautājumiem

1. Ja šaut no pneimatiskā pistoles uz cieti vārītu olu, tad lode tajā caurdurs tikai caurumu, bet pārējais paliek neskarts. Bet, ja nošausi jēlu olu, tā saplīsīs. (Izšaujot uz vārītu olu, lode caurdur cietu ķermeni, tāpēc tā ieduras lidojuma virzienā, jo spiediens tiek pārnests šajā virzienā.)

2. Kāpēc šāviņa sprādziens zem ūdens ir iznīcinošs ūdenī dzīvojošiem organismiem? (Sprādziena spiediens šķidrumā saskaņā ar Paskāla likumu tiek pārnests vienādi visos virzienos, un dzīvnieki no tā var nomirt.)

3. Ļauns džins, kas iekšā atrodas gāzveida stāvoklī aizkorķēta pudele, izdara spēcīgu spiedienu uz tās sienām, dibenu un korķi. Kā džins sit uz visām pusēm, ja gāzveida stāvoklī tam nav ne roku, ne kāju? Kāds likums viņam atļauj to darīt? (molekulas, Paskāla likums)

4. Kosmonautiem pārtiku gatavo pusšķidrā veidā un ievieto mēģenēs ar elastīgām sieniņām. Kas palīdz astronautiem izspiest pārtiku no caurulēm?

(Paskāla likums)

5. Mēģiniet izskaidrot stikla trauku izgatavošanas procesu, kad gaiss tiek iepūsts izkausēta stikla pilē?

(Saskaņā ar Paskāla likumu spiediens gāzes iekšienē tiks pārnests vienādi visos virzienos, un šķidrais stikls piepūšas kā balons.)

Paskāla likuma piemērošana praksē

Motivācija šīs tēmas apguvei: "Hidrauliskā prese"

Iespējams, esat novērojuši situāciju: saplīsis ritenis, vadītājs viegli ar ierīces palīdzību paceļ automašīnu un maina bojāto riteni, neskatoties uz to, ka automašīnas svars ir aptuveni 1,5 tonnas.

Kopā atbildēsim uz jautājumu, kāpēc tas ir iespējams?

Viņš izmanto domkratu. Domkrats pieder hidrauliskajām mašīnām.

Tiek saukti mehānismi, kas darbojas ar kāda veida šķidruma palīdzību hidrauliskais (grieķu "gidor" - ūdens, šķidrums).

Hidrauliskā prese ir materiālu formēšanas mašīna, ko darbina izspiežams šķidrums.

atbildi uz jautājumiem.

Vai cilindri un virzuļi ir vienādi? Kāda ir atšķirība?

Ko tas nozīmē: katrs virzulis dara savu?

Kāds ir hidrauliskās preses darbības princips?

Hidrauliskās preses ierīce ir balstīta uz Paskāla likumu. Divi savienojošie trauki ir piepildīti ar viendabīgu šķidrumu un noslēgti ar diviem virzuļiem, kuru laukumi ir S 1 un S 2 (S 2 > S 1 ). Saskaņā ar Paskāla likumu mums ir vienāds spiediens abos cilindros: p 1=p2.

p1 = F1/S1, P2 = F2/ S2 , F1/S1 = F2/ S2, F1 S2 = F2 S1

Hidrauliskās preses darbības laikā tiek izveidots spēka pieaugums, kas vienāds ar lielākā virzuļa laukuma attiecību pret mazākā virzuļa laukumu.

F 1/ F 2 = S 1/ S 2.

Hidrauliskās preses darbības princips.

Presējamais korpuss tiek novietots uz platformas, kas savienota ar lielu virzuli. Ar neliela virzuļa palīdzību tiek radīts liels spiediens uz šķidrumu. Šis spiediens bez izmaiņām tiek pārnests uz katru šķidruma punktu, kas piepilda cilindrus. Tāpēc tāds pats spiediens iedarbojas uz lielāko virzuli. Bet, tā kā tā laukums ir lielāks, tad spēks, kas iedarbojas uz to, būs lielāks nekā spēks, kas iedarbojas uz mazo virzuli. Šī spēka ietekmē lielākais virzulis pacelsies. Kad šis virzulis ir pacelts, korpuss balstās pret fiksēto augšējo platformu un tiek saspiests. Spiediena mērītājs, kas mēra šķidruma spiedienu, ir drošības vārsts, kas automātiski atveras, kad spiediens pārsniedz pieļaujamo vērtību. No maza cilindra uz lielu šķidrumu tiek sūknēts ar atkārtotām mazā virzuļa kustībām.

Hidrauliskās preses tiek izmantotas vietās, kur nepieciešama liela jauda. Piemēram, eļļas spiešanai no sēklām eļļas dzirnavās, saplākšņa, kartona, siena presēšanai. Metalurģijas rūpnīcās hidrauliskās preses izmanto mašīnu tērauda vārpstu, dzelzceļa riteņu un daudzu citu izstrādājumu ražošanā. Mūsdienu hidrauliskās preses var attīstīt simtiem miljonu ņūtonu spēku.

Miljoniem automašīnu ir aprīkotas ar hidrauliskām bremzēm. Desmitiem un simtiem tūkstošu ekskavatoru, buldozeru, celtņu, iekrāvēju, pacēlāju ir aprīkoti ar hidraulisko piedziņu.

Hidrauliskie domkrati un hidrauliskās preses tiek izmantoti milzīgā daudzumā dažādiem mērķiem – no pārsēju uzspiešanas uz vagonu riteņpāriem līdz paceļamo tiltu kopņu pacelšanai, lai kuģi varētu pāriet pa upēm.

Video demonstrācija

5. Izpratnes pārbaude : Atbildiet uz testa jautājumiem.

lpp = F/ S?

A) darbs

B) spēks

B) spiediens

A) Džouls

B) Paskāls
B) Ņūtons

A) 40 mg

B) 0,1 kPa

B) 5 kN

2, Pa.

A) 1000 Pa

B) 10 Pa

C) 10 000 Pa

D) 100 Pa

A) F \u003d pS

B) F = mg

C) F= kx

A ) F= pS

B ) p = F/S

B) P=pgh

A) samazināt mazāk; mazāk

B) samazināt; vairāk; vairāk

B) palielināt vairāk; vairāk

D) palielināt; mazāk; vairāk

A) samazināt vairāk; mazāk

B) samazināt; vairāk; vairāk

B) samazināt mazāk; mazāk

D) palielināt; vairāk; vairāk

A) nažu asmeņi ir uzasināti

D) naži tiek aizstāti ar makšķerauklu

2 . Aprēķiniet kastes spiedienu.

A) 4800 Pa

B) 135 Pa

C) 13500 Pa

D) 480 Pa

2 .

A) 100 Pa

B) 200 MPa

B) 300 kPa

D) 0,5 Pa

B) kuģa apakšā

D) visos virzienos

A) 4000 Pa

B) 0,4 Pa

C) 0,004 Pa

D) 400 Pa

A) 1300 kg/m3

B) 500 m

C) 1500 Pa

D) 600 J

7. Salīdzinošā pārskatīšana: apmainīties ar piezīmju grāmatiņām un pārbaudīt

1. iespēja: 1c, 2b, 3a, 4d, 5d, 6d, 7d, 8a

2. iespēja: 1b, 2d, 3a, 4a, 5d, 6b, 7d, 8c

6. Rezumējot. Mājasdarbs. ξ 44,45 , izveidot salīdzinošu tabulu: "Cieto vielu, šķidrumu un gāzu spiediens"

Atbildiet uz testa jautājumiem.

2. iespēja

Kādu fizisko daudzumu nosaka formulalpp = F/ S?

A) darbs

B) spēks

B) spiediens

Kura no tālāk norādītajām vienībām ir spiediena mērīšanas pamatvienība?

A) Džouls

B) Paskāls
B) Ņūtons

Kura no šīm vērtībām var izteikt spiedienu?

A) 40 mg

B) 0,1 kPa

B) 5 kN

Izteikt spiedienu, kas vienāds ar 0,01 N/cm 2, Pa.

A) 1000 Pa

B) 10 Pa

C) 10 000 Pa

D) 100 Pa

Ar kādu formulu var aprēķināt spiediena spēku?

A) F \u003d pS

B) F = mg

C) F= kx

Kādu formulu var izmantot spiediena aprēķināšanai?

A ) F= pS

B ) p = F/S

B) P=pgh

Uzskaitiet dažus trūkstošos vārdus. Griešanas instrumenti tiek uzasināti, lai ... nospiestu, jo jo vairāk ... atbalsta laukums, jo ... spiediens.

A) samazināt mazāk; mazāk

B) samazināt; vairāk; vairāk

B) palielināt vairāk; vairāk

D) palielināt; mazāk; vairāk

Uzskaitiet dažus trūkstošos vārdus.CĒku sienas ir uzstādītas uz plaša pamata, lai ... nospiestu, jo jo vairāk ... atbalsta laukums, jo ... spiediens.

A) samazināt vairāk; mazāk

B) samazināt; vairāk; vairāk

B) samazināt mazāk; mazāk

D) palielināt; vairāk; vairāk

Atrodiet nepareizo atbildi. Viņi cenšas samazināt spiedienu šādos veidos:

A) palieliniet pamatu apakšējās daļas laukumu

B) kravas automašīnu riepas tiek izgatavotas platākas

C) riteņi tiek aizstāti ar kāpurķēdēm

D) Samaziniet kolonnu skaitu, kas atbalsta platformu

Atrodiet nepareizo atbildi. Viņi cenšas palielināt spiedienu šādos veidos

A) nažu asmeņi ir uzasināti

B) knaibles tiek aizstātas ar knaiblēm

C) viņi izmanto ratus vasarā, kamanas ziemā

D) naži tiek aizstāti ar makšķerauklu

Kastes, kas sver 0,96 kN, nospiedums ir 0,2 m 2 . Aprēķiniet kastes spiedienu.

A) 4800 Pa

B) 135 Pa

C) 13500 Pa

D) 480 Pa

Šūšanas laikā uz adatu iedarbojas 2 N spēks. Aprēķiniet adatas radīto spiedienu, ja punkta laukums ir 0,01 mm 2 .

A) 100 Pa

B) 200 MPa

B) 300 kPa

D) 0,5 Pa

Norādiet nepareizo apgalvojumu.

A) gāzes spiedienu rada nejauši kustīgu molekulu ietekme

B) gāze izdara vienādu spiedienu visos virzienos

C) ja gāzes masa un temperatūra paliek nemainīga, tad, samazinoties gāzes tilpumam, spiediens palielinās

D) ja gāzes masa un temperatūra paliek nemainīga, tad, palielinoties gāzes tilpumam, spiediens nemainās

Paskāla likums nosaka, ka šķidrumi un gāzes pārraida uz tiem radīto spiedienu...

A) spēka virzienā

B) kuģa apakšā

B) rezultējošā spēka virzienā

D) visos virzienos

Spiediens 4 kPa atbilst spiedienam ..

A) 4000 Pa

B) 0,4 Pa

C) 0,004 Pa

D) 400 Pa

Kuras no šīm vērtībām var izteikt hidrostatisko spiedienu?

A) 1300 kg/m3

B) 500 m

C) 1500 Pa

D) 600 J