Тиск. Сила тиску

РОЗДІЛ II

ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ

УРОК № 10/23

Тема уроку. Тиск. Сила тиску

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Мета уроку: сформувати в учнів уявлення про тиск; навчити розрізняти поняття “тиск” і “сила тиску”; показати практичне значення знань про тиск.

Обладнання: скляний прозорий контейнер із сипучим матеріалом; гиря масою 5 кг; столик площею 100 см2 на чотирьох ніжках.

План уроку

Етапи

Час

Прийоми і методи

I. Актуалізація опорних

знань

5 хв.

Усне опитування

II. Постановка навчальної проблеми

5 хв.

Розповідь учителя

III. Вивчення нового матеріалу

20-25 хв.

Демонстрація; бесіда; розповідь учителя; записи у зошитах; коментар учителя; розв’язування задач

IV. Закріплення нового матеріалу

5-10 хв.

Виконання тесту

V. Домашнє завдання

1 хв.

Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках

Хід

уроку

I. Актуалізація опорних знань

Перед поясненням нового матеріалу проводимо коротке повторення основних понять.

Питання класу

– Що характеризує сила?

– Як позначають силу у фізиці і в яких одиницях вона вимірюється?

– До чого приводить дія сили?

– Які сили нами вивчені?

– Як розрахувати силу тяжіння, що діє на тіло?

– Як позначають площу поверхні тіла у фізиці і в яких одиницях вона вимірюється?

– Назвіть одиницю площі в СІ.

– Скільки в 1 квадратному метрі міститься квадратних сантиметрів? квадратних міліметрів?

II. Постановка навчальної проблеми

Розповідь учителя

Чи може людина чинити на поверхню дію більшу чи хоча б таку ж, як важкий гусеничний трактор на грунт? Чому ми провалюємося в пухкий сніг у чоботах і не провалюємося, коли стоїмо на лижах? Чому нам жорстко сидіти на табуреті і досить комфортно лежати в гамаку, сплетеному із грубих мотузок? на всі ці й інші питання ми одержимо відповіді в ході сьогоднішнього уроку.

III. Вивчення нового матеріалу

Бесіда

Візьміть у руки олівець і натисніть пальцем на основу олівця, а потім на загострений грифель.

Питання класу

– Чи однаковою є сила дії на олівець у першому й у другому випадках? (Так, сила однакова.)

– А результат дії сили? (У другому випадку сила здійснює більшу дію.)

– У чому причина спостережуваного явища? (У основи олівця й у кінчика грифеля різна площа поверхні.)

Демонстрація. Столик для демонстрації тиску поміщаємо у прозорий контейнер із сипучим матеріалом ніжками вгору. Зверху встановлюємо гирю масою 5 кг. Столик не провалюється в сипучий матеріал. Потім столик перевертають на ніжки і зверху встановлюють ту ж саму гирю. Ніжки столика при цьому провалюються у сипучий матеріал.

Висновок. Результат дії сили залежить не тільки від її модуля, але й від площі поверхні, перпендикулярно до якої вона діє.

Учні записують у зошиті означення тиску, його позначення та одиницю тиску в СІ. У зошитах і на дошці записується формула:

P = F/S.

Учні знайомляться також з іншими одиницями тиску: гектопаскаль (гПа), кілопаскаль (кПа), мегапаскаль (МПа).

Запис на дошці й у зошитах:

1 гПа = 100 Па;

1 кПа = 1000 Па;

1 МПа = 1000000 Па.

Розповідь учителя

Одиниця тиску була названа на честь французького вченого XVII століття (сучасника такої історичної особистості, як кардинал Ришельє) Блеза Паскаля. За своє коротке життя (учений помер від хвороби у віці 39 років) ця талановита людина зробила ряд відкриттів не тільки у фізиці, але й у математиці (написав ряд робіт з теорії чисел, з теорії ймовірності, сконструював першу механічну рахункову машинку) і навіть залишив свій слід у суспільному житті Франції (створив перший у Франції вид суспільного транспорту – омнібуси: карети, запряжені кіньми, які ходили з інтервалом в 15 хвилин). Повернемося до питання, що ми поставили на початку уроку: чи може людина чинити на поверхню дію, більшу за трактор? Виявляється, може! І нехай сила, з якої людина може тиснути на поверхню, невелика (близько 500 Н), а вага трактора близько 65 000 н, але якщо людина буде з цією силою тиснути на канцелярську кнопку, площа вістря якої 0,1 мм2, а трактор опиратися на гусениці площею 1,4 м2, то результат дії буде різним. Тиск кнопки на поверхню при підрахунках дорівнюватиме 500 МПа, а трактора – всього лише 0,05 МПа. Цю закономірність легко простежити в природі й техніці.

Учням пропонується знайти самостійно відповіді на питання, поставлені на початку уроку, а також пропонуються нові.

Питання класу

– Яким чином комару вдається проколоти шкіру слона, людини?

– Для чого нагострюють леза ножів, ножиць, загострюють цвяхи?

– Як можна збільшити (зменшити) тиск, діючи з однією й тією ж силою?

– У яких випадках необхідно збільшити (зменшити) тиск? Наведіть приклади.

– Людина провалилася під лід. Як потрібно діяти, щоб врятувати її? Як при цьому на практиці застосовуються знання про тиск?

Не слід плутати поняття “тиск” і “сила тиску”. У нашому досліді з олівцем тиск був різним, а сила тиску однаковою! Силу тиску можна розрахувати за формулою F = p – S, і вимірюватиметься вона, як і будь-яка сила, у ньютонах.

Питання класу: Цеглину перевернули із широкої грані на вузьку. Чи змінився тиск цегли на грунт? (Так. Він збільшився.) А сила тиску цегли на грунт? (Сила тиску залишилася незмінною.)

Розв’язування задач

Задача 1. Вага танка становить 320 000 Н. Площа опори кожної з його гусениць 4 м2. Чи зможе танк пройти по болотистій місцевості, що витримує тиск не більше 35 000 Па?

 Тиск. Сила тиску

Відповідь: не зможе, тому що тиск танка на грунт перевищує гранично допустимий.

Задача 2. Штормовий вітер здатний чинити тиск до 100 Па. З якою силою впливає цей вітер на стіну будинку площею 24 м2?

 Тиск. Сила тиску

Задача 3. Хлопчик масою 50 кг стоїть на лижах. Довжина кожної лижі дорівнює 1,6 м, ширина – 15 см. Який тиск хлопчика на сніг?

 Тиск. Сила тиску

IV. Закріплення нового матеріалу

Тест

1. Основною одиницею тиску є:

А. 1 Н.

Б. 1 м2.

В. 1 Па.

Г. 1 кг.

2. Щоб обчислити тиск, необхідно:

A. силу розділити на масу тіла.

Б. силу розділити на площу поверхні тіла.

B. силу помножити на площу поверхні тіла.

Г. площу поверхні розділити на силу, що діє перпендикулярно до поверхні.

3. Силу, що діє на поверхню, збільшили у 2 рази. Як змінився тиск на поверхню?

A. Зменшився у 2 рази.

Б. Не змінився.

B. Збільшився у 2 рази.

Г. Точно сказати неможливо.

4. Площу поверхні, на яку діє сила, збільшили у 4 рази. Як змінився тиск?

A. Не змінився.

Б. Зменшився у 4 рази.

B. Збільшився у 4 рази.

Г. Точно сказати неможливо.

5. Площу поверхні, на яку діє сила, зменшили у 3 рази. Як змінилася сила тиску на поверхню?

A. Не змінилася.

Б. Збільшилася у 3 рази.

B. Зменшилася у 3 рази.

Г. Точно сказати неможливо.

6. Чи однаковий тиск чинять на стіл цеглини, розташовані так, як показано на рисунку?

 Тиск. Сила тиску

A. Тиск у всіх трьох випадках однаковий.

Б. Тиск більший у випадку 1.

B. Тиск більший у випадку 2.

Г. Тиск більший у випадку 3.

Відповіді до тесту: 1. В. 2. Б. 3. В. 4. Б. 5. А. 6. А.

V. Домашнє завдання

[1]: § 17; впр. № 17 (задачі 1-4).

[2]: § 12 (п. 1, 2).

[3]: СР – задачі 15.1 – 15.5;

ДР – задачі 15.6; 15.8; 15.10; 15.14; 15.16;

ВР – задачі 15.22-15.24; 15.26; 15.28.

Творче завдання. Визначте, який тиск ви чините на підлогу, стоячи на ній нерухомо.

Скарбничка цікавих фактів

O Супертиск!

Сучасні суперпреси створюють тиск 750 000 кПа. Найбільший постійний тиск у 170 ГПа створено в гігантському гідравлічному пресі з алмазним покриттям в інституті Карнегі, Вашингтон, США.

O У живій природі

Копита оленів роздвоєні і широко розсовуються, що дозволяє їм не провалюватися в сніг. На снігу олень почуває себе приблизно як людина на лижах.

O Еверест – це межа?

Для Землі – так! Для Землі критична висота гір – 30 км. Якби земні гори були вищими, той тиск біля підніжжя гори був б настільки великим, що породи плавилися б, а висота гори в такий спосіб зменшувалася б до критичного значення. У реальності ж висота гір на Землі ніде не досягає критичного значення через вплив навколишнього середовища – вивітрювання, вологості тощо. А для Місяця гори, подібні до Евересту,- звичайна справа.




Тиск. Сила тиску