Zweck der Arbeit: Nachweis des Vorhandenseins von atmosphärischem Druck. Zweck der Arbeit: Nachweis des Vorhandenseins von atmosphärischem Druck. Geräte und Materialien: Geräte und Materialien: Glas gefüllt mit Wasser Glas gefüllt mit Wasserpapier. Papier. Arbeit machen Arbeit machen

Füllen Sie ein gewöhnliches Glas bis zum Rand mit Wasser. Wir decken es mit einem Stück Papier ab, wie in der Abbildung gezeigt. Bedecken Sie es fest mit Ihrer Hand und drehen Sie das Papier nach unten. Entfernen Sie vorsichtig Ihre Hand und halten Sie das Glas am Boden. Wasser läuft nicht aus. Füllen Sie ein gewöhnliches Glas bis zum Rand mit Wasser. Wir decken es mit einem Stück Papier ab, wie in der Abbildung gezeigt. Bedecken Sie es fest mit Ihrer Hand und drehen Sie das Papier nach unten. Entfernen Sie vorsichtig Ihre Hand und halten Sie das Glas am Boden. Wasser läuft nicht aus. Dies liegt daran, dass der Luftdruck das Wasser hält. Der Luftdruck breitet sich gleichmäßig in alle Richtungen aus (nach dem Pascalschen Gesetz), was bedeutet, dass er auch nach oben geht. Das Papier dient nur dazu, die Wasseroberfläche vollkommen flach zu halten. Dies liegt daran, dass der Luftdruck das Wasser hält. Der Luftdruck breitet sich gleichmäßig in alle Richtungen aus (nach dem Pascalschen Gesetz), was bedeutet, dass er auch nach oben geht. Das Papier dient nur dazu, die Wasseroberfläche vollkommen flach zu halten.

Erlebnis Glas. Nehmen Sie zwei Gläser, ein Kerzenende, etwas Zeitungspapier, eine Schere. Legen Sie ein brennendes Kerzenende in eines der Gläser. Schneiden Sie aus mehreren übereinander gelegten Lagen Zeitungspapier einen Kreis aus, dessen Durchmesser etwas größer ist als der äußere Rand des Glases. Schneiden Sie dann die Mitte des Kreises aus, sodass der größte Teil der Öffnung des Glases offen bleibt. Nachdem wir das Papier mit Wasser befeuchtet haben, erhalten wir eine elastische Dichtung, die wir auf die Oberkante des ersten Glases legen. Legen wir vorsichtig das umgekehrte zweite Glas auf diesen Abstandshalter und drücken es gegen das Papier, so dass das Innere beider Gläser von der Außenluft isoliert ist. Die Kerze wird bald ausgehen. Halten Sie nun das obere Glas mit der Hand und heben Sie es an. Wir werden sehen, dass das untere Glas am oberen zu haften scheint und mit ihm aufsteigt.

Dies geschah, weil das Feuer die im unteren Glas enthaltene Luft erhitzte, und wie wir bereits wissen, dehnt sich die erhitzte Luft aus und wird leichter, sodass ein Teil davon aus dem Glas austritt. Als wir uns dem zweiten Glas langsam dem ersten näherten, hatte auch ein Teil der darin enthaltenen Luft Zeit, sich aufzuheizen und ging nach draußen. Das heißt, wenn beide Gläser fest aneinander gedrückt waren, war weniger Luft darin als vor Versuchsbeginn. Die Kerze erlosch, sobald der gesamte in den Gläsern enthaltene Sauerstoff aufgebraucht war. Nachdem die im Inneren des Glases verbleibenden Gase abgekühlt waren, entstand dort ein verdünnter Raum, und der Luftdruck blieb außen unverändert, so dass er die Gläser fest aneinander drückte, und als wir das obere anhoben, stieg das untere mit. Die Gläser würden noch fester zusammengepresst, wenn wir in ihrem Inneren einen völlig leeren Raum schaffen könnten.

Fazit: Wir haben also mit den beiden oben angegebenen Experimenten die Existenz des atmosphärischen Drucks bewiesen. Fazit: Wir haben also mit den beiden oben angegebenen Experimenten die Existenz des atmosphärischen Drucks bewiesen. Die Arbeit wurde von Elena Vasilyeva und Kristina Vasilyeva gemacht. Die Arbeit wurde von Elena Vasilyeva und Kristina Vasilyeva gemacht

Die Tatsache, dass die Erde mit einer sogenannten Lufthülle bedeckt ist Atmosphäre, Sie haben im Erdkundeunterricht gelernt, erinnern wir uns, was Sie über die Atmosphäre aus dem Erdkundekurs wissen? Es besteht aus Gasen. Sie füllen das ihnen zur Verfügung gestellte Volumen vollständig aus.

BEI wirft die Frage auf: Warum fliegen die Luftmoleküle in der Atmosphäre, die sich kontinuierlich und zufällig bewegen, nicht in den Weltraum? Was hält sie nahe der Erdoberfläche? Welche Stärke? An der Schwerkraft festhalten! Die Atmosphäre hat also Masse und Gewicht?

Und warum "setzt" sich die Atmosphäre nicht auf der Erdoberfläche ab? Denn zwischen Luftmolekülen wirken nicht nur Anziehungskräfte, sondern auch Abstoßungskräfte. Außerdem müssen sie, um die Erde zu verlassen, eine Geschwindigkeit von mindestens 11,2 km / s haben, dies ist die zweite Raumgeschwindigkeit. Die meisten Moleküle haben eine Geschwindigkeit von weniger als 11,2 km/s.

Erfahrung 1. Nehmen Sie zwei Gummibälle. Der eine ist aufgeblasen, der andere nicht. Was ist in einem aufgeblasenen Ballon? Legen Sie beide Kugeln auf die Waage. Ein aufgeblasener Ballon auf einer Schale, ein entleerter auf der anderen. Was sehen wir? (Der aufgeblasene Ballon ist schwerer).

Wir haben herausgefunden, dass Luft, wie jeder Körper auf der Erde, von der Schwerkraft beeinflusst wird, Masse hat und daher Gewicht hat.

Jungs, strecke deine Arme nach vorne mit deinen Handflächen nach oben. Was fühlst du? Hast du es schwer? Aber Luft drückt auf Ihre Handflächen, und die Masse dieser Luft entspricht der Masse eines mit Ziegeln beladenen KAMAZ-Lastwagens. Das sind etwa 10 Tonnen! Wissenschaftler haben berechnet, dass eine Luftsäule auf die Fläche drückt 1cm2 mit einer solchen Kraft wie eine Kettlebell in 1kg 33gr.

Luftmasse in 1m³ Luft: auf Meereshöhe - 1 kg 293 g; in einer Höhe von 12 km - 310 g; in einer Höhe von 40 km - 4 g.

Warum spüren wir dieses Gewicht nicht?

Wie wird der von der oberen Schicht auf die untere Luftschicht ausgeübte Druck übertragen? Jede Schicht der Atmosphäre steht unter dem Druck aller oberen Schichten, und folglich stehen die Erdoberfläche und die darauf befindlichen Körper unter dem Druck der gesamten Luftdicke oder, wie sie gewöhnlich sagen, atmosphärischen Druck erfahrenenie, und nach dem Gesetz von Pascal wird dieser Druck gleichmäßig in alle Richtungen übertragen.

Aus welchem ​​Material besteht die Atmosphäre? Aus der Luft? Und was stellt er dar? Luft - ein Gasgemisch: 78 % - Stickstoff, 21 % - Sauerstoff, 1 % - andere Gase (Kohlenstoff, Wasserdampf, Argon, Wasserstoff ...) . Wir vergessen oft, dass Luft Gewicht hat. Unterdessen beträgt die Luftdichte an der Erdoberfläche bei 0°C 1,29 kg/m 3 . Dass Luft Gewicht hat, wurde von Galileo bewiesen. Und Galileis Schülerin Evangelista Torricelli schlug vor und konnte nachweisen, dass Luft Druck auf alle Körper auf der Erdoberfläche ausübt. Dieser Druck wird atmosphärischer Druck genannt.

Der atmosphärische Druck ist der Druck, den die Erdatmosphäre auf alle darauf befindlichen Objekte ausübt..

Das ist modernes theoretisches Wissen, aber wie haben Sie in der Praxis etwas über den atmosphärischen Druck gelernt?

Vermutungen über die Existenz des atmosphärischen Drucks entstanden im 17. Jahrhundert.

Die Experimente des deutschen Physikers und Magdeburger Bürgermeisters Otto von Guericke erlangten in seinem Arbeitszimmer große Berühmtheit. Während er irgendwie Luft aus einer dünnwandigen Metallkugel pumpte, sah Guericke plötzlich, wie diese Kugel plattgedrückt wurde. Als er über die Unfallursache nachdachte, stellte er fest, dass das Abflachen des Balls auf den Druck der umgebenden Luft zurückzuführen war.

Um die Existenz des atmosphärischen Drucks zu beweisen, konzipierte und führte er ein solches Experiment durch.

Am 8. Mai 1654 versammelten sich in der deutschen Stadt Regensburg in einer sehr feierlichen Atmosphäre viele Adlige, angeführt von Kaiser Ferdinand III. Sie alle wurden Zeugen eines erstaunlichen Spektakels: 16 Pferde kämpften darum, 2 aneinanderhängende Kupferhalbkugeln zu trennen, die einen Durchmesser von etwa einem Meter hatten. Was verband sie? Nichts! - Luft. Allerdings konnten 8 Pferde, die in die eine und 8 in die andere Richtung zogen, die Halbkugeln nicht trennen. So zeigte Magdeburgs Oberbürgermeister Otto von Guericke allen, dass Luft gar nicht nichts ist und mit erheblicher Kraft auf alle Körper drückt. (2 Assistenten)

Übrigens haben alle Menschen „Magdeburger Halbkugeln“ – das sind die Köpfe der Oberschenkelknochen, die durch atmosphärischen Druck im Beckengelenk gehalten werden.

Jetzt wiederholen wir das Experiment mit den Magdeburger Halbkugeln und lüften sein Geheimnis.

Erfahrung 2. Nehmen wir zwei Gläser. Legen Sie ein brennendes Kerzenende in eines der Gläser. Schneiden Sie aus mehreren Lagen Zeitungspapier einen Ring aus, dessen Durchmesser etwas größer ist als der äußere Rand des Glases. Nachdem Sie das Papier mit Wasser angefeuchtet haben, legen Sie es auf den oberen Rand des ersten Glases. Sorgfältig ( langsam) legen Sie ein umgedrehtes zweites Glas auf diese Dichtung und drücken Sie es auf das Papier. Die Kerze wird bald ausgehen. Halten Sie nun das obere Glas mit der Hand und heben Sie es an. Wir werden sehen, dass das untere Glas am oberen zu haften scheint und mit ihm aufsteigt. Warum ist das passiert? Das Feuer erhitzte die im unteren Glas enthaltene Luft, und wie wir bereits wissen, dehnt sich die erhitzte Luft aus und wird leichter, sodass ein Teil davon das Glas verlässt. Das heißt, wenn beide Gläser fest aneinander gedrückt waren, war weniger Luft darin als vor Versuchsbeginn. Die Kerze erlosch, sobald der gesamte in den Gläsern enthaltene Sauerstoff aufgebraucht war. Nachdem die im Inneren des Glases verbleibenden Gase abgekühlt waren, entstand dort ein verdünnter Raum, und der atmosphärische Druck blieb außen unverändert, so dass er die Gläser fest aneinander drückte, und als wir das obere anhoben, stieg das untere mit. Wir sehen, dass der atmosphärische Druck hoch ist.

Wie misst man den Luftdruck?

Es ist unmöglich, den atmosphärischen Druck mit der Formel zur Berechnung des Drucks einer Flüssigkeitssäule zu berechnen. Denn dazu ist es notwendig, die Dichte und Höhe einer Flüssigkeits- oder Gassäule zu kennen. Aber die Atmosphäre hat keine klare obere Grenze, und die Dichte der atmosphärischen Luft nimmt mit zunehmender Höhe ab. Daher schlug Torricelli einen völlig anderen Weg vor, um den atmosphärischen Druck zu ermitteln.

Torricelli nahm eine etwa einen Meter lange Glasröhre, die an einem Ende verschlossen war, goss Quecksilber in diese Röhre und senkte das offene Ende der Röhre in eine Schüssel mit Quecksilber. Ein Teil des Quecksilbers floss in die Schüssel, aber das meiste Quecksilber verblieb in der Röhre. Von Tag zu Tag schwankte der Quecksilberspiegel in der Röhre leicht, fiel einmal etwas, stieg dann wieder etwas an.

Der Druck des Quecksilbers auf der Höhe seiner Oberfläche wird durch das Gewicht der Quecksilbersäule in der Röhre erzeugt, da sich im oberen Teil der Röhre keine Luft über dem Quecksilber befindet (es herrscht ein Vakuum, das als „Torricellian“ bezeichnet wird Leere"). Daraus folgt, dass der atmosphärische Druck gleich dem Druck der Quecksilbersäule in der Röhre ist. Indem Sie die Höhe der Quecksilbersäule messen, können Sie den Druck berechnen, den das Quecksilber erzeugt. Es wird atmosphärisch gleich sein. Wenn der atmosphärische Druck abnimmt, nimmt die Quecksilbersäule im Torricelli-Rohr ab und umgekehrt. Torricelli beobachtete die täglichen Änderungen des Niveaus der Quecksilbersäule und bemerkte, dass es steigen und fallen konnte. Torricelli brachte diese Veränderungen auch mit Wetteränderungen in Verbindung.

Gegenwärtig ist der Druck der Atmosphäre gleich dem Druck einer Quecksilbersäule mit einer Höhe 760mm bei einer Temperatur von 0°C ist es üblich anzurufen normaler atmosphärischer Druck, was entspricht 101 325 Pa.

760 mmHg Kunst. =101 325 Pa 1 mmHg Kunst. =133,3 Pa

Bringt man am Torricelli-Rohr eine vertikale Skala an, erhält man das einfachste Gerät zur Messung des atmosphärischen Drucks - Quecksilberbarometer .

Die Verwendung eines Quecksilberbarometers ist jedoch nicht sicher, da Quecksilberdämpfe giftig sind. In der Folge entstanden weitere Geräte zur Messung des Luftdrucks, die Sie im Laufe der nächsten Lektion kennenlernen werden.

In Gebieten auf Meereshöhe wird normalerweise ein nahezu normaler atmosphärischer Druck beobachtet. Mit zunehmender Höhe (z. B. im Gebirge) nimmt der Druck ab.

Torricellis Experimente interessierten viele Wissenschaftler – seine Zeitgenossen. Als Pascal davon erfuhr, wiederholte er sie mit verschiedenen Flüssigkeiten (Öl, Wein und Wasser).

Erfahrung 3. Wenn Sie ein Loch in den Deckel einer Wasserflasche machen, drücken Sie etwas Wasser und lassen Sie es heraus. Was passiert mit der Flaschenform? Warum ist es deformiert? Was muss getan werden, damit es sich aufrichtet und das Wasser wieder intensiv zu strömen beginnt?( infolge eines Flaschenlochs begann atmosphärische Luft in die Flasche einzudringen und Druck auf das Wasser auszuüben; dies wird in Tropfern bei der Verabreichung von Medikamenten verwendet).

Diese Methode zum Ändern des Drucks in der Flasche wird von Hausfrauen beim Kochen verwendet, wenn Eigelb von Proteinen getrennt wird. Auf welche Weise?

Der atmosphärische Druck erklärt auch die Sogwirkung eines Sumpfes oder Lehms. Wenn eine Person versucht, ihr Bein aus einem Sumpf oder Ton herauszuziehen, bildet sich darunter eine Verdünnung und der atmosphärische Druck ändert sich nicht. Das Übergewicht des atmosphärischen Drucks kann 1000 N pro Fuß eines Erwachsenen erreichen.

Erfahrung 4. Wie bekommt man eine Münze mit den Händen vom Boden eines Wassertellers, ohne sie zu benetzen? Es ist notwendig, ein Stück Kartoffel mit Streichhölzern darin oder eine Kerze in einen Teller mit Wasser zu legen und anzuzünden. Mit einem Glas auffüllen. Das Brennen stoppt und das Wasser sammelt sich im Glas und die Münze kann ungehindert von der trockenen Platte genommen werden. Was hat dazu geführt, dass sich das Wasser unter dem Glas gesammelt hat?

Wir haben interessante Phänomene beobachtet, die durch die Wirkung des atmosphärischen Drucks verursacht werden. Wo haben Sie im Leben solche Geräte gesehen, deren Wirkung auf der Existenz und Änderung des atmosphärischen Drucks beruht?

Die meisten Menschen, die sich an ihre Schulzeit erinnern, sind sich sicher, dass Physik ein sehr langweiliges Fach ist. Der Kurs enthält viele Aufgaben und Formeln, die für niemanden im späteren Leben nützlich sein werden. Einerseits sind diese Aussagen wahr, aber wie jedes Fach hat die Physik auch die Kehrseite der Medaille. Aber nicht jeder entdeckt es für sich.

Viel hängt vom Lehrer ab.

Vielleicht ist unser Bildungssystem daran schuld, oder vielleicht dreht sich alles um den Lehrer, der nur an die Notwendigkeit denkt, das von oben genehmigte Material zu tadeln, und nicht versucht, seine Schüler zu interessieren. Meistens ist er selbst schuld. Wenn die Kinder jedoch Glück haben und der Unterricht von einem Lehrer erteilt wird, der sein Fach selbst liebt, kann er die Schüler nicht nur interessieren, sondern ihnen auch helfen, etwas Neues zu entdecken. Infolgedessen wird dies dazu führen, dass Kinder solche Kurse gerne besuchen. Natürlich sind Formeln ein fester Bestandteil dieses akademischen Fachs, daran führt kein Weg vorbei. Aber es gibt auch positive Aspekte. Experimente sind von besonderem Interesse für Studierende. Hier werden wir näher darauf eingehen. Wir werden uns einige lustige Physikexperimente ansehen, die Sie mit Ihrem Kind machen können. Es sollte nicht nur für ihn interessant sein, sondern auch für Sie. Es ist wahrscheinlich, dass Sie mit Hilfe solcher Aktivitäten bei Ihrem Kind ein echtes Interesse am Lernen wecken und "langweilige" Physik zu seinem Lieblingsfach machen wird. es ist nicht schwer auszuführen, dazu werden nur sehr wenige Attribute benötigt, Hauptsache, es gibt einen Wunsch. Und vielleicht können Sie Ihr Kind dann durch einen Schullehrer ersetzen.

Betrachten Sie einige interessante Physikexperimente für die Kleinen, denn Sie müssen klein anfangen.

Fisch aus Papier

Um dieses Experiment durchzuführen, müssen wir einen kleinen Fisch aus dickem Papier ausschneiden (Sie können Pappe verwenden), dessen Länge 30-50 mm betragen sollte. Wir machen in der Mitte ein rundes Loch mit einem Durchmesser von ca. 10-15 mm. Als nächstes schneiden wir von der Seite des Schwanzes einen schmalen Kanal (Breite 3-4 mm) zu einem runden Loch. Dann gießen wir Wasser in das Becken und platzieren unsere Fische vorsichtig dort, sodass eine Ebene auf dem Wasser liegt und die zweite trocken bleibt. Jetzt müssen Sie Öl in das runde Loch tropfen (Sie können einen Öler von einer Nähmaschine oder einem Fahrrad verwenden). Das Öl, das versucht, über die Wasseroberfläche zu fließen, fließt durch den geschnittenen Kanal, und der Fisch schwimmt unter der Wirkung des zurückfließenden Öls vorwärts.

Elefant und Mops

Lassen Sie uns mit Ihrem Kind weiterhin unterhaltsame Experimente in Physik durchführen. Wir schlagen vor, dass Sie Ihr Baby mit dem Konzept eines Hebels vertraut machen und wie er hilft, die Arbeit einer Person zu erleichtern. Sagen Sie uns zum Beispiel, dass Sie damit problemlos einen schweren Kleiderschrank oder ein Sofa anheben können. Und zeigen Sie zur Verdeutlichung ein elementares Physikexperiment mit einem Hebel. Dazu brauchen wir ein Lineal, einen Bleistift und ein paar kleine Spielzeuge, aber immer mit unterschiedlichem Gewicht (deshalb haben wir dieses Experiment „Elefant und Mops“ genannt). Wir befestigen unseren Elefanten und Mops mit Plastilin oder einem gewöhnlichen Faden an verschiedenen Enden des Lineals (wir binden nur die Spielzeuge). Wenn Sie nun das Lineal mit dem Mittelteil auf den Bleistift legen, zieht natürlich der Elefant, weil er schwerer ist. Aber wenn Sie den Bleistift in Richtung des Elefanten verschieben, wird Pug ihn leicht überwiegen. Dies ist das Prinzip der Hebelwirkung. Das Lineal (Hebel) ruht auf dem Bleistift - dieser Ort ist der Drehpunkt. Als nächstes sollte dem Kind gesagt werden, dass dieses Prinzip überall angewendet wird, es ist die Grundlage für den Betrieb eines Krans, einer Schaukel und sogar einer Schere.

Home Erfahrung in der Physik mit Trägheit

Wir brauchen einen Krug mit Wasser und ein Haushaltsnetz. Es wird niemandem ein Geheimnis sein, dass, wenn Sie ein offenes Glas umdrehen, das Wasser herausströmt. Lass es uns versuchen? Dafür ist es natürlich besser, nach draußen zu gehen. Wir stellen das Glas in das Gitter und fangen an, es sanft zu schwingen, wobei wir die Amplitude allmählich erhöhen, und als Ergebnis machen wir eine volle Umdrehung - eins, zwei, drei und so weiter. Wasser läuft nicht aus. Interessant? Und jetzt lassen wir das Wasser strömen. Nehmen Sie dazu eine Blechdose und machen Sie ein Loch in den Boden. Wir legen es in das Gitter, füllen es mit Wasser und beginnen zu rotieren. Aus dem Loch schießt ein Bach. Wenn sich das Gefäß in der unteren Position befindet, überrascht dies niemanden, aber wenn es hochfliegt, schlägt die Fontäne weiter in die gleiche Richtung und keinen Tropfen vom Hals. Das ist es. All dies kann das Trägheitsprinzip erklären. Wenn sich die Bank dreht, neigt sie dazu, geradeaus zu fliegen, aber das Gitter lässt sie nicht los und lässt sie Kreise beschreiben. Wasser neigt auch dazu, durch Trägheit zu fliegen, und wenn wir ein Loch in den Boden gemacht haben, hindert nichts es daran, auszubrechen und sich in einer geraden Linie zu bewegen.

Box mit einer Überraschung

Stellen Sie sich nun physikalische Experimente mit Verschiebung vor: Sie müssen eine Streichholzschachtel auf die Tischkante stellen und langsam bewegen. In dem Moment, in dem es seine mittlere Markierung passiert, tritt ein Sturz auf. Das heißt, die Masse des Teils, der über die Kante der Tischplatte hinausragt, übersteigt das Gewicht des verbleibenden Teils, und die Kisten kippen um. Jetzt verschieben wir den Schwerpunkt, setzen zum Beispiel eine Metallmutter hinein (so nah wie möglich an den Rand). Es bleibt, die Kisten so zu platzieren, dass ein kleiner Teil davon auf dem Tisch bleibt und ein großer in der Luft hängt. Der Sturz wird nicht stattfinden. Die Essenz dieses Experiments besteht darin, dass sich die gesamte Masse über dem Drehpunkt befindet. Dieses Prinzip wird auch durchgehend angewendet. Ihm ist es zu verdanken, dass Möbel, Denkmäler, Transportmittel und vieles mehr einen stabilen Stand haben. Übrigens ist auch das Kinderspielzeug Roly-Vstanka nach dem Prinzip der Schwerpunktverlagerung aufgebaut.

Betrachten wir also weiterhin interessante Experimente in der Physik, aber gehen wir zur nächsten Stufe über - für Schüler der sechsten Klasse.

Wasserkarussell

Wir brauchen eine leere Blechdose, einen Hammer, einen Nagel, ein Seil. Wir bohren mit einem Nagel und einem Hammer ein Loch in die Seitenwand ganz unten. Als nächstes, ohne den Nagel aus dem Loch zu ziehen, biegen Sie ihn zur Seite. Es ist notwendig, dass das Loch schräg ist. Wir wiederholen den Vorgang auf der zweiten Seite der Dose - Sie müssen sicherstellen, dass sich die Löcher gegenüberliegen, die Nägel jedoch in verschiedene Richtungen gebogen sind. Wir stanzen zwei weitere Löcher in den oberen Teil des Gefäßes, wir führen die Enden eines Seils oder eines dicken Fadens durch sie hindurch. Wir hängen den Behälter auf und füllen ihn mit Wasser. Zwei schräge Fontänen beginnen aus den unteren Löchern zu schlagen, und die Dose beginnt sich in die entgegengesetzte Richtung zu drehen. Weltraumraketen arbeiten nach diesem Prinzip - die Flamme aus den Triebwerksdüsen trifft in eine Richtung und die Rakete fliegt in die andere.

Experimente in Physik - Klasse 7

Lassen Sie uns ein Experiment mit der Massendichte durchführen und herausfinden, wie Sie ein Ei zum Schwimmen bringen können. Physikalische Experimente mit unterschiedlichen Dichten lassen sich am besten am Beispiel von Süß- und Salzwasser durchführen. Nehmen Sie ein mit heißem Wasser gefülltes Glas. Wir legen ein Ei hinein und es sinkt sofort. Als nächstes Salz in das Wasser geben und umrühren. Das Ei beginnt zu schwimmen und je mehr Salz, desto höher steigt es. Denn Salzwasser hat eine höhere Dichte als Süßwasser. Jeder weiß also, dass es im Toten Meer (sein Wasser ist am salzigsten) fast unmöglich ist zu ertrinken. Wie Sie sehen, können Experimente in der Physik den Horizont Ihres Kindes erheblich erweitern.

und eine Plastikflasche

Schulkinder der siebten Klasse beginnen, den atmosphärischen Druck und seine Wirkung auf die Objekte um uns herum zu untersuchen. Um dieses Thema zu vertiefen, ist es besser, entsprechende Experimente in der Physik durchzuführen. Der atmosphärische Druck beeinflusst uns, obwohl er unsichtbar bleibt. Nehmen wir ein Beispiel mit einem Ballon. Jeder von uns kann es aufblasen. Dann stecken wir es in eine Plastikflasche, legen die Ränder auf den Hals und fixieren es. Somit kann nur Luft in die Kugel eindringen und die Flasche wird zu einem verschlossenen Gefäß. Versuchen wir nun, den Ballon aufzublasen. Es wird uns nicht gelingen, da der atmosphärische Druck in der Flasche dies nicht zulässt. Wenn wir blasen, beginnt der Ballon, die Luft im Gefäß zu verdrängen. Und da unsere Flasche luftdicht ist, kann sie nirgendwo hingehen, und sie beginnt zu schrumpfen und wird dadurch viel dichter als die Luft in der Kugel. Dementsprechend wird das System nivelliert und es ist unmöglich, den Ballon aufzublasen. Jetzt machen wir ein Loch in den Boden und versuchen, den Ballon aufzublasen. In diesem Fall gibt es keinen Widerstand, die verdrängte Luft verlässt die Flasche - atmosphärischer Druck gleicht sich aus.

Fazit

Wie Sie sehen können, sind Experimente in der Physik überhaupt nicht kompliziert und sehr interessant. Versuchen Sie, Ihr Kind zu interessieren - und das Lernen für ihn wird völlig anders sein, er wird mit Freude am Unterricht teilnehmen, was sich schließlich auf seine schulischen Leistungen auswirken wird.

Der erste Schlag führte höchstwahrscheinlich dazu, dass das Lineal einfach vom Tisch fiel, zurückprallte und intakt blieb. Der zweite Schlag brach es höchstwahrscheinlich in zwei Teile. Wenn der zweite Strich fehlschlägt, versuchen Sie es erneut und stellen Sie sicher, dass die Zeitung perfekt flach ist.

Warum passiert das?

Du hast es geschafft, die Linie mit dem zweiten Schlag zu durchbrechen, weil dir der atmosphärische Druck geholfen hat. Als Sie die Fläche der Zeitung über die Oberfläche des Lineals verteilten, bildete sich ein breiter "Saugnapf", der keine Luft "ablassen" ließ. Wenn man mit der Handkante auf das Lineal schlug, versuchte es, sich unter der Zeitung zu befreien, aber da die Luft nicht mit hoher Geschwindigkeit nach unten (in den Raum zwischen Tisch und Zeitung) „strömen“ konnte, meistens die Luft drückte die Zeitung herunter und mit ihr ein Lineal.

Sie hatten also ein zwanzig Zentimeter langes Lineal, das mit Zeitungspapier bedeckt war. Wenn es 2,5 Zentimeter dick war, dann war seine Fläche 50 Quadratzentimeter. Vergessen Sie nicht mehr als hundert Kilometer Luft und ein Kilogramm Druck pro Quadratzentimeter. Dadurch fielen beim Aufprall bis zu 50 Kilogramm auf das zerbrechliche Lineal. Der Herrscher "versuchte", wie zum ersten Mal, vom Tisch zu springen, wurde aber von einer fünfzig Kilogramm schweren Masse erdrückt.

In Berggebieten ist die Luftdecke dünner. Von mehr als hundert sollte die Höhe des Berges, auf dem sich die Siedlung befindet, abgezogen werden. Aber die Luftsäule bleibt auch ohne die wenigen Prozentpunkte, um die sie durch die Höhe des Berges reduziert wird, gigantisch. Dieser Druck reicht aus, um das Lineal auf den Tisch zu drücken. Tatsächlich gibt es viele lustige Experimente, die die unglaubliche Kraft der Erdatmosphäre demonstrieren. Dies ist nur einer von ihnen. Aber es gibt nur eine Erklärung: Die Lufthülle ist unglaublich schwer und in bestimmten Fällen kann sich ihre Stärke auf die unerwartetste Weise manifestieren. Und das verursacht Überraschung, Freude und viele andere Emotionen bei allen, die die Gelegenheit hatten, die majestätische Kraft der Natur neu zu betrachten.

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Einführung

Wir hören fast täglich vom Luftdruck, zum Beispiel wenn wir den Wetterbericht hören oder ein Gespräch zwischen zwei Großmüttern über Druck und Kopfschmerzen. Die Atmosphäre umgibt uns überall und drückt ihr Gewicht, aber wir spüren diesen Druck nicht. Wie kann man atmosphärischen Druck nachweisen?

Hypothese : Wenn die Atmosphäre Druck auf uns und die uns umgebenden Körper ausübt, dann lässt sich das empirisch nachweisen.Ziel : Beweisen Sie experimentell die Existenz von atmosphärischem Druck.Aufgaben :

1. Experimente zum Nachweis des atmosphärischen Drucks auswählen und durchführen.

2. Zeigen Sie die praktische Anwendung des Atmosphärendrucks in Alltag, Technik, Natur.

Ein Objekt : Atmosphärendruck.Thema : Experimente zum Nachweis des atmosphärischen Drucks.Methoden Forschung: Analyse von Literatur und Internetmaterialien, Beobachtung, physikalisches Experiment, Analyse und Verallgemeinerung der erzielten Ergebnisse.Kapitel 1. Das Konzept des atmosphärischen Drucks §1.Aus der Geschichte der Entdeckung des atmosphärischen Drucks

Der atmosphärische Druck wurde erstmals 1644 von dem italienischen Wissenschaftler, Mathematiker und Physiker Evangelisto Torricelli gemessen. Er nahm ein 1 Meter langes Glasrohr, das an einem Ende verschlossen war, füllte es vollständig mit Quecksilber und drehte es um, wobei er das offene Ende in einen Becher mit Quecksilber senkte. Zur Überraschung anderer trat nur ein kleiner Teil des Quecksilbers aus der Röhre aus. In der Röhre verblieb eine 76 cm hohe Quecksilbersäule (760 mm). Torricelli argumentierte, dass die Quecksilbersäule durch atmosphärischen Druck gehalten wird. Ihm kam zuerst die Idee. Torricelli nannte sein Gerät ein Quecksilberbarometer und schlug vor, den atmosphärischen Druck in Millimeter Quecksilbersäule zu messen (Abb. 1).

Reis. 1 Quecksilberbarometer Torricelli Abb. 2 Wasserbarometer

Seitdem taucht der Name Barometer auf (aus dem Griechischen.

Baros - Schwere,Meter - messen).

Der atmosphärische Druck wurde von dem französischen Wissenschaftler Blaise Pascal gemessen, nach dem die Druckeinheit benannt ist. 1646 baute er ein Wasserbarometer zur Messung des atmosphärischen Drucks. Um einen atmosphärischen Druck von 760 mm Hg zu messen, erreichte die Höhe der Wassersäule in diesem Barometer mehr als 10 Meter, was natürlich sehr unpraktisch ist (Abb. 2).

Moderne Barometer stehen jedem Einwohner zur Verfügung. Abbildung 3 zeigt ein modernes Barometer - Aneroid (übersetzt aus dem Griechischen -

Aneroid ). Das Barometer heißt so, weil es kein Quecksilber enthält.

Abb. 3. Barometer - Aneroid

Viele Wissenschaftler versuchten, die Existenz von atmosphärischem Druck zu beweisen, und führten Experimente durch. Das Physik-Lehrbuch der 7. Klasse beschreibt ein Experiment, das die Existenz des atmosphärischen Drucks beweist. 1654 wurde ein Versuch mit den „Magdeburger Halbkugeln“ durchgeführt. Luft wurde aus fest gepressten Metallhalbkugeln evakuiert. Der atmosphärische Druck drückte sie von außen so stark zusammen, dass selbst 16 (acht Paare) Pferde, die die Halbkugeln in verschiedene Richtungen zogen, die Halbkugeln nicht wieder trennen konnten (Abb. 4). Dieses Experiment wurde von einem deutschen Physiker, Bürgermeister der Stadt Magdeburg, Otto von Guericke, durchgeführt.

Heute findet man in Deutschland auf Schritt und Tritt Denkmäler der berühmten „Magdeburger Halbkugeln“ (Abb. 5).

Abb.4 Experiment mit Halbkugeln Abb.5 „Magdeburger Halbkugeln“

§2 Merkmale des atmosphärischen Drucks

Was ist der Mechanismus der atmosphärischen Druckbildung? Die Antwort auf diese Frage fanden wir in den Lehrbüchern der Naturkunde, der Physik und im Internet.

Die die Erde umgebende Lufthülle wird Atmosphäre genannt (aus dem Griechischen

Atmosphäre - Dampf, Luft,Kugel - Kugel) Die Atmosphäre erstreckt sich bis in eine Höhe von mehreren tausend Kilometern und ähnelt einem mehrstöckigen Gebäude (Abb. 6). Durch die Anziehungskraft der Erde drücken die oberen Schichten der Atmosphäre ihr Gewicht auf die unteren Schichten. Die direkt an die Erde angrenzende Luftschicht wird am stärksten komprimiert und überträgt nach dem Pascalschen Gesetz Druck in alle Richtungen auf alles, was sich auf und in der Nähe der Erde befindet.

Abb.6 Der Aufbau der Erdatmosphäre.

Beobachtungen von Meteorologen zeigen, dass der atmosphärische Druck in Gebieten über dem Meeresspiegel im Durchschnitt 760 mm Hg beträgt, dieser Druck wird genannt

normaler atmosphärischer Druck . Mit zunehmender Höhe nimmt die Luftdichte ab, was zu einer Druckabnahme führt. Auf der Spitze eines Berges ist der atmosphärische Druck geringer als an seinem Fuß. Bei kleinen Aufstiegen nimmt der Druck im Durchschnitt alle 10,5 m Aufstieg um 1 mmHg oder 1,33 hPa ab.

Die Existenz des atmosphärischen Drucks kann durch viele Phänomene erklärt werden, denen wir im Leben begegnen. Zum Beispiel habe ich aus einem Physiklehrbuch der 7. Klasse gelernt, dass infolge des atmosphärischen Drucks eine Kraft von 10 N auf jeden Quadratzentimeter unseres Körpers und jedes Objekts wirkt, aber der Körper unter einem solchen Druck nicht zusammenbricht. Dies liegt daran, dass es innen mit Luft gefüllt ist, deren Druck gleich dem Druck der Außenluft ist. Wenn wir Luft einatmen, vergrößern wir das Brustvolumen, während der Luftdruck in der Lunge abnimmt und der atmosphärische Druck einen Teil der Luft dorthin drückt. Beim Ausatmen passiert das Gegenteil.

Wie trinken wir?

Das Einatmen von Flüssigkeit durch den Mund verursacht eine Ausdehnung des Brustkorbs und eine Luftverdünnung sowohl in der Lunge als auch im Mund. Der Druck im Mund nimmt ab. Ein im Vergleich zum inneren, äußeren Atmosphärendruck erhöhter Druck "treibt" einen Teil der Flüssigkeit dorthin. Wie der menschliche Körper den atmosphärischen Druck nutzt.

Die Funktionsprinzipien vieler Geräte basieren auf dem Phänomen des atmosphärischen Drucks. Eine davon ist die Kolbenflüssigkeitspumpe. Die Pumpe ist in Abbildung 7 schematisch dargestellt. Sie besteht aus einem Zylinder, in dessen Inneren sich ein fest an den Wänden befestigter Kolben auf und ab bewegt. Wenn sich der Kolben nach oben bewegt, steigt das Wasser unter der Wirkung des atmosphärischen Drucks nach oben (in den Hohlraum).

Nach dem gleichen Prinzip funktioniert die medizinische Spritze, die in der Medizin weit verbreitet ist.

Es ist merkwürdig, dass der französische Philosoph, Mathematiker und Physiker Blaise Pascal bereits 1648, als er das Verhalten einer Flüssigkeit unter Druck untersuchte, eine Spritze erfand - ein lustiges Design aus einer Presse und einer Nadel. Die echte Spritze erschien erst 1853. Merkwürdig ist, dass zwei unabhängig voneinander arbeitende Personen die Injektionsmaschine gleichzeitig entworfen haben: der Schotte Alexander Wood (Wood) und der Franzose Charles Gabriel Pravaz (Pravaz). Und der Name „spritze“, was „spritzen, spritzen“ bedeutet, kam auf die Deutschen.

Abb.7 Pumpe Abb.8 Hydraulische Presse und Brunnen

Die Wirkung des atmosphärischen Drucks erklärt das Funktionsprinzip einer hydraulischen Presse, eines Wagenhebers, einer hydraulischen Bremse, eines Springbrunnens, einer pneumatischen Bremse und vieler technischer Geräte (Abb. 8).

Änderungen des atmosphärischen Drucks beeinflussen das Wetter.

Bei sinkendem Luftdruck steigt die Luftfeuchtigkeit, Niederschläge und eine Erhöhung der Lufttemperatur sind möglich. Wenn der atmosphärische Druck steigt, wird das Wetter klar und hat keine plötzlichen Änderungen der Luftfeuchtigkeit und Temperatur.Damit sich eine Person wohlfühlt, sollte der Luftdruck 750 mm betragen. rt. Säule.

Wenn der atmosphärische Druck auch nur um 10 mm in die eine oder andere Richtung abweicht, fühlt sich eine Person unwohl und dies kann ihren Gesundheitszustand beeinträchtigen.

Als Ergebnis theoretischer Studien haben wir herausgefunden, dass der atmosphärische Druck das menschliche Leben erheblich beeinflusst.

Kapitel 2. Experimente, die das Vorhandensein von atmosphärischem Druck bestätigen Erlebnis Nr. 1 . Das Funktionsprinzip einer medizinischen Spritze und Pipette . Geräte und Materialien : Spritze, Pipette, Glas gefärbtes Wasser.Fortschritt erleben : Senken Sie den Kolben der Spritze nach unten, senken Sie sie dann in ein Glas Wasser und heben Sie den Kolben an. Das Wasser tritt in die Spritze ein (Abb.9). Wir drücken auf das Gummiband der Pipette, die Flüssigkeit tritt in das Glasrohr ein.Erklärung der Erfahrung : Beim Absenken des Kolbens tritt Luft aus der Spritze aus und der Luftdruck in ihr sinkt. Außenluft unter Einwirkung von atmosphärischem Druck drückt die Flüssigkeit in die Spritze. Die Pipette „funktioniert“ nach dem gleichen Prinzip (Abb. 10).

Abb.9 Medizinische Spritze 10 Pipette

Erlebnis Nummer 2. Wie holt man eine Münze aus dem Wasser, ohne nasse Hände zu bekommen? Geräte und Materialien : ein Teller, eine Kerze auf einem Ständer, ein trockenes Glas.Fortschritt erleben : Legen Sie eine Münze auf einen Teller, gießen Sie etwas Wasser ein, stellen Sie eine brennende Kerze auf. Wir bedecken die Kerze mit einem Glas. Das Wasser ist im Glas und der Teller ist trocken.Erklärung der Erfahrung : Die Kerze brennt und die Luft unter dem Glas wird verdünnt, der Luftdruck dort sinkt. Der atmosphärische Druck draußen drückt Wasser unter das Glas.

Abb. 11 Erlebnis mit einer Münze

Erlebnis Nummer 3. Das Glas ist auslaufsicher. Geräte und Materialien : Glas, Wasser, Blatt Papier.Fortschritt erleben : Gießen Sie Wasser in ein Glas und decken Sie es mit Papier ab. Drehe das Glas um. Das Blatt Papier fällt nicht herunter, das Wasser aus dem Glas läuft nicht aus.Erklärung der Erfahrung : Luft drückt von allen Seiten und auch von unten nach oben. Wasser wirkt auf die Blattoberseite. Der Druck des Wassers im Glas ist gleich dem Druck der Luft draußen.Erlebnis Nummer 4. Wie fülle ich ein Ei in eine Flasche? Geräte und Materialien : eine Glasflasche mit weitem Hals, ein gekochtes Ei, Streichhölzer und Kerzen für den Kuchen.Fortschritt erleben : Das gekochte Ei schälen, die Kerzen in das Ei stecken und anzünden. Wir bringen die Flasche von oben und stecken das Ei wie einen Korken hinein. Das Ei wird in die Flasche gezogen.Erfahrung Erklärung: das Feuer verdrängt den Sauerstoff aus der Flasche, der Luftdruck in der Flasche hat abgenommen. Draußen bleibt der Luftdruck gleich und drückt das Ei in die Flasche (Abb. 12).

Reis. Abb. 12 Experiment mit Ei Abb. 13 Experiment mit Flasche

Erlebnis Nr. 5. Abgeflachte Flasche. Geräte und Materialien : Wasserkocher, leere Plastikflasche.Fortschritt erleben : Spülen Sie die Flasche mit heißem Wasser aus. Lassen Sie das Wasser ab und schließen Sie schnell den Flaschenverschluss. Die Flasche wird zusammenbrechen.Erklärung der Erfahrung : heißes Wasser erhitzt die Luft in der Flasche, die Luft expandiert. Als die Flasche verkorkt war, kühlte die Luft ab. Gleichzeitig nahm der Druck ab. Atmosphärische Außenluft drückte die Flasche zusammen (Abb. 13).

Erlebnis Nummer 6. Ein Glas Wasser und ein Blatt Papier.

Geräte und Materialien : ein Glas, Wasser und ein Stück Papier.

Fortschritt erleben : Wasser in ein Glas gießen (aber nicht voll), mit einem Blatt Papier abdecken und umdrehen. Das Blatt fällt nicht vom Glas.

Erklärung der Erfahrung : Ein Blatt Papier hält atmosphärischen Druck, der von außen stärker wirkt als das Gewicht von Wasser in einem Glas (Abb. 14)

Reis. 14 Erfahrung mit einem Glas

Erlebnis Nummer 7. Otto von Guericke zu Hause.

Geräte und Materialien : 2 Gläser, ein Ring aus einem Blatt Papier mit einem Durchmesser eines in Wasser getauchten Glases, ein Kerzenende, Streichhölzer.

Fortschritt erleben : Eine brennende Kerze in ein Glas stellen, einen in Wasser getauchten Papierring darauf legen und mit einem zweiten Glas abdecken und leicht andrücken. Die Kerze erlischt, wir heben das obere Glas an und bemerken, dass das zweite Glas gegen das obere gedrückt wird.

Erklärung der Erfahrung : Die Luft dehnt sich beim Erhitzen aus und ein Teil davon tritt aus. Je weniger Luft im Inneren verbleibt, desto mehr werden sie von außen durch den konstant bleibenden atmosphärischen Druck komprimiert. Dringt in die Luft ein, verhindert ein mit Wasser befeuchteter Papierring

Abb.15 Magderburger Halbkugeln zu Hause.

Kapitel 3. Praktische Anwendung des atmosphärischen Drucks.

1. Wie trinken wir? Wir führen ein Glas oder einen Löffel mit einer Flüssigkeit an unseren Mund und „saugen“ deren Inhalt in uns hinein. Warum strömt die Flüssigkeit eigentlich in unseren Mund? Was fasziniert sie? Der Grund ist folgender: Wenn wir trinken, erweitern wir die Brust und verdünnen dadurch die Luft im Mund; Unter dem Druck der Außenluft strömt die Flüssigkeit in den druckschwächeren Raum auf uns zu und dringt so in unseren Mund ein.

Genau genommen trinken wir also nicht nur mit dem Mund, sondern auch mit der Lunge; denn die Ausdehnung der Lunge ist der Grund dafür, dass die Flüssigkeit in unseren Mund strömt.

2. Atmosphärischer Druck in Wildtieren. Fliegen und Laubfrösche können dank winziger Saugnäpfe, die ein Vakuum und eine Atmosphäre erzeugen, an Fensterglas haften bleiben

der druck hält den saugnapf am glas. Klebrige Fische haben eine Saugfläche, die aus Falten besteht, die tiefe "Taschen" bilden.
Wenn Sie versuchen, den Saugnapf von der Oberfläche, an der er haftet, abzureißen, nimmt die Tiefe der Taschen zu, der Druck in ihnen nimmt ab und der äußere Druck drückt dann noch stärker auf den Saugnapf.

3.Automatische Vogeltränke besteht aus einer mit Wasser gefüllten Flasche, die in der Rinne umgekippt wird, so dass der Hals etwas unter dem Wasserspiegel in der Rinne liegt. Warum fließt kein Wasser aus der Flasche? Der atmosphärische Druck hält das Wasser in der Flasche.

4. Kolbenflüssigkeitspumpe Das Wasser im Zylinder steigt unter Einwirkung des atmosphärischen Drucks hinter dem Kolben auf. Darauf basiert die Wirkung von Kolbenpumpen. Die Pumpe ist in der Figur schematisch dargestellt. Es besteht aus einem Zylinder, in dem sich der fest an den Wänden befestigte Kolben 1 auf und ab bewegt.Im unteren Teil des Zylinders und im Kolben selbst sind Ventile 2 installiert, die sich nur nach oben öffnen. Wenn sich der Kolben nach oben bewegt, tritt Wasser unter der Wirkung des atmosphärischen Drucks in das Rohr ein, hebt das Bodenventil an und bewegt sich hinter den Kolben. (siehe Anhang Abb. 1). Wenn sich der Kolben nach unten bewegt, drückt das Wasser unter dem Kolben auf das Bodenventil und es schließt sich. Gleichzeitig öffnet sich unter dem Druck des Wassers ein Ventil im Inneren des Kolbens und das Wasser fließt in den Raum unter dem Kolben. Bei der anschließenden Aufwärtsbewegung des Kolbens steigt das darüber liegende Wasser mit, das in das Rohr gegossen wird. Gleichzeitig steigt hinter dem Kolben eine neue Portion Wasser auf, die sich beim anschließenden Absenken des Kolbens darüber befindet.

5. Verlassen Dies ist ein Gerät zur Einnahme verschiedener Flüssigkeiten.. Die Leber wird in die Flüssigkeit abgesenkt, dann wird das obere Loch mit einem Finger verschlossen und aus der Flüssigkeit entfernt. Wenn das obere Loch geöffnet wird, beginnt Wasser aus der Leber zu fließen

6. Aneroidbarometer ist ein Instrument zur Messung des atmosphärischen Drucks, das auf einem nicht flüssigen Design basiert. Die Funktionsweise des Geräts basiert auf der Messung elastischer Verformungen, die durch atmosphärischen Druck verursacht werden
dünnwandiges Metallgefäß, aus dem Luft abgepumpt wird.