Konspekt lekcji fizyki
Data 18 października 2011
Klasa II a

Temat: Rozwiązywanie zadań

Cel lekcji: Utrwalenie pojęcia parcia, ciśnienia oraz prawa Pascala.

Cele operacyjne:
uczeń:
- wie co to jest parcie, ciśnienie, od czego zależy ciśnienie, jaka jest jednostka ciśnienia w Układzie SI
- wie, że gazy i ciecze wywierają nacisk na dno i ścianki naczynia oraz wszystkie ciała, które się w nich znajdują
- umie wyjaśnić prawo Pascala,
- opisać budowę i zasadę działania prasy hydraulicznej i podnośnika hydraulicznego (pneumatycznego),
- umie podać przykłady zastosowania prawa Pascala w technice,
- wie jaka jest treść prawa Pascala dla cieczy i gazów.

Cele kształcące:
- rozbudzanie i pogłębianie zainteresowań zjawiskami fizycznymi
- kształtowanie umiejętności obserwacji, opisywania i wyjaśniania zjawisk fizycznych
- doskonalenie umiejętność twórczego rozwiązywania zadań rachunkowych z zastosowaniem wzoru na ciśnienie

Cele wychowawcze:
- kształtowanie umiejętności wykorzystywania zdobytej wiedzy w praktyce życia codziennego
- rozwijanie umiejętności kulturalnego dyskutowania i argumentowania
- doskonalenie umiejętności właściwej organizacji pracy
- kształtowanie umiejętności właściwego komunikowania się i efektywnego współdziałania
- uzmysłowienie uczniom związku między ich doświadczeniami i obserwacjami z życia codziennego a ważnymi odkryciami naukowymi i prawami fizycznymi

Metoda pracy: pokaz eksperymentów na tablicy interaktywnej, dyskusja kierowana,

Przebieg lekcji:
Faza wstępna:
· czynności organizacyjne
· podanie tematu lekcji
Faza właściwa:
· przypomnienie postaci Pascala i słynnego doświadczenia

Blaise Pascal (1623-1662) — francuski filozof, matematyk, pisarz i fizyk. Tematem jego badań były m.in. teoria prawdopodobieństwa i geometria, rozwinął idee Torricellego dotyczące próżni oraz ciśnienia w cieczach. Skonstruował jedną z pierwszych mechanicznych maszyn liczących.

Pascal udowodnił, w słynnym doświadczeniu nazywanym „beczką Pascala”, słuszność swojego prawa oraz fakt, że wywierane ciśnienie nie zależy od ilości wody znajdującej się w zbiorniku, a jedynie od wysokości słupa cieczy. Doświadczenie polegało na rozsadzeniu solidnej beczki za pomocą niewielkiej ilości wody nalanej do cienkiej, wysokiej rurki zamontowanej nad beczką (patrz rysunek). Mimo, że wody nie było dużo, ogromne ciśnienie związane z wysokością słupa spowodowało rozszczelnienie beczki. Działo się tak, ponieważ — zgodnie z prawem Pascala — ciśnienie rozeszło się we wszystkich kierunkach jednakowo, także na boki.

Płytka lekcja 37 strona 2

Zjawisko opisane prawem Pascala wykorzystuje się w wielu urządzeniach, takich jak: hamulec, podnośnik czy prasa hydrauliczna. Wszystkie one służą uzyskaniu wzmocnionej siły. Zasada ich działania przedstawiona jest na poniższym schemacie.
Opisywane urządzenie składa się z dwóch połączonych naczyń o różnych polach przekroju poprzecznego S1 i S2, wypełnionych nieściśliwą cieczą i zamkniętych ruchomymi tłokami. Jeśli do mniejszego z nich przyłożymy siłę F1, to zgodnie z prawem Pascala (P1 = P2, ciśnienia muszą być takie same), siła F2 wywierana na drugi tłok, powinna spełniać

Równanie Płytka lekcja 37 strona 3


Zadanie 1
Jaką siłą należy działać na mniejszy tłok podnośnika hydraulicznego (o polu przekroju poprzecznego 100cm2), aby podnieść paczkę o ciężarze 1kN, znajdującą się na większym tłoku (o polu przekroju poprzecznego 400cm2
polu przekroju poprzecznego S1= 100cm2=100 0,012=100*0,0001=0,01m2
o polu przekroju poprzecznego S2 =400cm2=0,04m2
paczkę o ciężarze F2=1kN=1000N

p2 = 1000/0,04=25 000 Pa
F1=p2*S1=25000 *0,0001=2,5 N

Zadanie 2

Wyobraź sobie podnośnik hydrauliczny zbudowany według zasady przedstawionej na rysunku. Pole powierzchni mniejszego tłoka wynosi 100cm2, a większego — 900cm2. Największa siła, jaką można przyłożyć, ma wartość 250N. Jaką masę ciała można podnieść za pomocą takiej siły?
Rozwiązanie: Możemy skorzystać z wyprowadzonego wyżej wzoru:
Największa przyłożona siła F1 = 250N,
pole powierzchni mniejszego tłoka S1 = 100cm2,
pole powierzchni większego tłoka S2 = 900cm2

Największa siła, jaką możemy uzyskać, jest więc równa:
Jaką masę można podnieść za pomocą takiej siły? Aby podnieść ciało o masie m, należy zrównoważyć działającą na nie siłę ciężkości Fc równą
F2 = Fc
Dzieląc obie strony równania przez g, otrzymujemy:

Zadanie 3
Duży tłok podnośnika hydraulicznego o powierzchni 80 cm2 unosi masę 400 kg. Ile wynosi siła działająca na mniejszy tłok o powierzchni 3 cm2? Jakie wówczas panowało ciśnienie?
m =400 kg
S1=80 cm2=0,008 m2
S2=3 cm2 =3/10000
F1=m*g=400 *10=4000
P=F1/S1=4000/0,008 =500000
F2=p*S2=500000*=3/10000 =150 N

Praca domowa
Zeszyt ćwiczeń strony 56 – 60 bez zadania 3-zrobione

Wyświetleń: 1544