Исследовательская работа по физике на тему "Давление" (7 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №8

с углубленным изучением отдельных предметов

имени Героя Советского Союза А.И. Маркова

Исследовательская работа

 «Давление вокруг нас»

естественно-математическая секция

Предмет: физика

Авторы работы:

Маркичева Любовь,

Грушникова Варвара, 7 е  кл.,

Руководитель:

Торицына Наталия Семеновна,

 учитель физики

Г. О. Чехов

2021 год

Содержание

1.Введение ………………………………………………………………………3

2.Что такое давление. История развития представления о давлении …….…4

3.Виды давления ………………………………………………..…….................4

3.1. Атмосферное давление в жизни человека………………………................5

Эксперимент № 1. Использование медицинских шприцов …...……………...6

3.2. Роль давления в животном мире …………………………...………………9

3.3. Роль давления в растительном мире………………………….…...............10

Эксперимент № 2. Доказательство закона Паскаля ………………………….10

4. Заключение…………………………………………………………................14

5. Список литературы……………………………………………………………15

1.     Введение

Обоснование выбора темы, актуальность исследования: темой моей исследовательской работы является «Давление в окружающем нас мире». Оно окружает нас повсюду: на поверхности земли, в воде, в воздухе. Чтобы понять от чего оно зависит, изучить какую роль имеет давление в животном и растительном мире, нужно исследовать давление на поверхности земли.  Часто многие гениальные изобретения подсматриваются в природе в животном мире. Поэтому, изучение давления очень важно.

Цель исследования: изучить давление в газах, жидкостях и твёрдых телах; провести эксперименты, демонстрирующие от каких величин зависит давление, рассмотреть какую роль играет давление в окружающем мире.

Задачи исследования:

ü Изучить  зависимость давления от различных величин.

ü Изучить методику проведения эксперимента.

ü Провести собственный эксперимент по изучению давления и установлению математических зависимостей.

ü Узнать практическое применение.

ü Сделать выводы по теме исследования.

Наши  предположения (гипотеза исследования):  давление в твёрдых телах зависит  от площади поверхности, от приложенной силы;  в жидкостях (газах) давление зависит от высоты столба жидкости (газа) и от плотности вещества.

Методы исследования:

ü Изучение и анализ литературы, материалов Интернета.

ü Отбор и обобщение и материалов по теме исследования.

ü Постановка экспериментов.

ü Практическая реализация.

ü Обработка полученных результатов.

ü Анализ полученных результатов.

ü Сбор фотоматериалов.

ü Исследование областей применения.

ü Выводы по теме.

2. Что такое давление. История развития представления о давлении

О существовании давления люди догадывались еще во времена Аристотеля и Демокрита. Вклад в развитие атмосферного давления внесли Древние атомисты Демокрит, Эпикур и Лукреций. Они не сомневались в материальной природе воздуха, атомы которого, по их мнению, обладают подвижностью и круглой формой. Первый, кто практически измерил давление воздушного океана, был итальянский ученый Галилей.

           Ему пришла  в голову мысль измерить вес атмосферы весом ртутного столба. В 1643 году по его указанию эксперимент был произведен. Именно с этого опыта началось научное наблюдение за погодой, важнейшими характеристиками которой являлись  давление и температура.

Давление - это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. За единицу давления принимается такое давление, ко­торое производит сила в 1Н, действующая на поверхность площадью 1 м², перпендикулярно этой поверхности.

3. Виды давления

          Воздух давит на поверхность Земли - и мы говорим об атмосферном давлении. Опускаясь в морские глубины, мы испытываем давление воды. В земных недрах тоже есть давление. Действуя со всех сторон, давление позволяет расплавленному земному ядру сохранять форму. И за пределами Земли существует давление. Газ внутри Солнца сильно  сжат. Такое давление преобразуется в колоссальную тепловую энергию.

3.1. Атмосферное давление в жизни человека

          Мы, наверное, никогда не задумывались над тем, как мы пьём. А стоит задуматься! При питье мы «втягиваем» жидкость в себя. Почему же жидкость устремляется к нам в рот?  При питье мы расширяем грудную клетку и тем разряжаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает к нам в рот.

           На существовании атмосферного давления основан механизм вдоха и выдоха. Легкие расположены в грудной клетке и отделены от нее и от диафрагмы герметичной полос­тью, называемой плевральной. С увеличением объема грудной клетки объем плевральной полости увеличивается, а давле­ние воздуха в ней уменьшается, и наоборот. При вдохе давление становится меньше атмосферного, и воздух через воздухоносные пути устремля­ется в легкие. При выдохе объем грудной клетки уменьшается, за счет чего давление в плевральной полости увели­чивается, что вызывает уменьшение объема легких. Давление воздуха в них становится выше атмосферного, и воздух из лёгких устремляется в окружающую среду.

          Пока люди не знали о существовании давления, многие загадки казались неразрешимыми. Почему так тяжело вытащить поршень из насоса с закрытым отверстием? Сейчас мы знаем: мешает давление воздуха. Простой насос - это цилиндр с поршнем. Когда отверстие насоса открыто, поршень испытывает одинаковое давление изнутри и снаружи. Стоит закрыть отверстие, и баланс нарушается. На поршень действует только давление извне. Наших сил не хватает, чтобы его преодолеть. Шприц – это простой насос. Рассмотрим принцип действия шприцов.

Эксперимент № 1. Использование медицинских шприцов

            Цель работы: выяснить принцип действия медицинских шприцов.

Я взяла шприц, опустила его в подкрашенную воду. При поднятии  поршня вода поднялась за ним.

Происходит это потому, сто при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Вывод: я рассмотрела принцип действия медицинских шприцов и выяснила, что лекарство поднимается за поршнем благодаря атмосферному давлению.

3.2. Роль давления в животном мире

           Давление есть повсюду. Некоторые живые организмы извлекают из его существования пользу. У летучих мышей есть внутренний измеритель давления. Биологи полагают, что он находится в слуховом аппарате мышей. Животные покидают свои жилища, когда атмосферное давление падает. Ведь чем ниже давление, тем активнее ведут себя насекомые - добыча летучих мышей.

 

Фото из интернета

Благодаря атмосферному давлению мухи могут ползать по потолку. На их лапках есть присоски. Между присоской и поверхностью потолка образуется вакуум. Давление воздуха воздействует на присоску только снаружи, и муха не падает.

          Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давле­ние удерживает присоску на стекле.

Фото из интернета

           Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.

Фото из интернета

3.3. Роль давления в растительном мире

          Под большим давлением древесные соки добираются до макушек гигантских секвой. И чем выше ствол дерева, тем выше должно быть давление. Биологи выяснили, что давление, которое обеспечивает деревья питанием, в то же время мешает им расти «до бесконечности». Когда давление становится слишком высоким, в стволе дерева образуются «тромбы». Они преграждают сокам путь наверх, и верхушка дерева не получает достаточно питания. Рост прекращается.

Эксперимент № 2. Доказательство закона Паскаля

Цель работы: доказать с помощью эксперимента, что давление передаётся в любую точку жидкости или газа без изменения.

 В пластиковой бутылке я сделала несколько отверстий. Отверстия заклеила скотчем. Бутылку заполнила водой. Открыла отверстия. Из бутылки с завинченной крышкой вода не вытекала,   т. к. внутреннее давление компенсируется внешним атмосферным давлением.

После того, как я открутила крышку,  вода стала равномерно выливаться изо всех отверстий. На жидкости, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести. Поэтому каждый слой жидкости своим весом создаёт давление на другие слои, которое по закону Паскаля передаётся по всем направлениям. Следовательно, внутри жидкости существует давление.

Вывод:  давление в жидкости и газе передаётся в любую точку одинаково.

 

4. Заключение

           В ходе выполненной работы мы изучили понятие «Давления» с физической точки зрения. Рассмотрели его применение в различных жизненных ситуациях, в природе и технике. Узнала значимость этого понятия для животного мира, рассмотрела случаи практического применения давления в жизни человека и в живой природе. Рассчитала, применяя математические навыки, и изучила закономерности проявления давления.

          В результате исследований были получены следующие выводы:

1.     С изменением атмосферного давления меняется внутреннее давление человека.

2.     В жидкостях и газах давление во все стороны передаётся одинаково.

3.     Давление зависит от высоты столба жидкости.

4.     В твёрдых телах давление можно уменьшить, увеличив площадь опоры.

5.     Увеличить давление можно, уменьшив площадь опоры и увеличив силу.

6.     Давление зависит от геометрических форм предметов.

Список  литературы

1.     Л. В. Тарасов. Физика природных явлений.- М.: Мнемозина,  2013 г.

2.     Я. И. Перельман. Занимательная физика. – М.: Центрполиграф, 2010 г.

3.     И. Г. Кириллова  Книга для чтения по физике – М.: Просвещение, 1996 г.

Электронные ресурсы

1.     http://www.slideboom.com/

2.     https://www.google.ru/#newwindow=1&q=ehjr+lfdktybt+%3Bblrjcnb

3.     Википедия — свободная энциклопедия (http://ru.wikipedia.org)

4.     Видеоресурсы http://www.youtube.com/watch?v=sbCW2RydyLU

5.     Видеоресурсы http://community.livejournal.com/shutmusicup/88751.html

6.     Материалы с сайта www.fizika.ru