Исследовательская работа - давление

В.В.

Давление на глубине
Передача давления жидкостями и газами
Исследования

Исследование № 1
Исследование № 2
Исследование № 3
Давление в природе и технике
Атмосферное давление в живой природе
Использование давления в жизни
Интересные факты
Выводы
Список литературы

Мне стало интересно: почему можно проваливаться в сугроб, стоя без

лыж, а на лыжах можно скользить по любым снежным горкам. Дома, садясь на жёсткий табурет, не возможно просидеть очень долго, а на мягком кресле можно сидеть часами. Почему?
Разглядывая различные машины, я обратил внимание на различные размеры колёс. Почему у большегрузных машин и вездеходов шины очень широкие?
Ответы на все эти и другие вопросы я надеюсь получить в ходе своего исследования.

стало интересно, какую роль играет давление в жизни человека.

и живой природы.

Новизна данной работы: расчёт

давления экспериментальным путём.

с популярной и занимательной литературой по данной теме.
3. Рассмотреть случаи

практического применения давления в жизни человека и живой природы.
4.Исследовать закономерности проявления давления, применяя математические навыки:
давление человека в различных ситуациях;
давление жидкости на дно сосудов;
давление твёрдого тела на опору.

называют отношение силы, действующей на поверхность тела, к площади этой

поверхности:
P =   F   ; где P – давление, F – сила, S – площадь.
S
Давление показывает, какая сила действует на единицу площади поверхности тела. Единица измерения давления – паскаль (Па). Давление в один Паскаль оказывает сила в один ньютон на площадь в один квадратный метр: 1 Па = 1 Н/1м².
Силу, которая создаёт давление на какую-либо поверхность, называют силой давления.
F = P*S.

Например, увеличивая площадь нижней части фундамента, тем самым уменьшают давление

дома на грунт. У тракторов большая опорная площадь гусениц, поэтому, несмотря на значительный вес, их давление на грунт не так велико: эти машины могут проходить даже по топким болотистым почвам.
В случаях, когда необходимо увеличить давление, уменьшают площадь поверхности (при этом сила давления остаётся той же). Так, для увеличения давления затачивают колющие и режущие инструменты – ножницы, ножи, иглы, кусачки.

на глубину примерно до 80 метров. При необходимости более глубокого

погружения применяют специальные скафандры, а также используют батискафы. Они защищают человека от громадного давления, действующего на тело, погруженного на глубину.
Давление на глубине вычисляется по формуле: P= p∙h∙g

на лыжах меньше, чем без них.

стоя на лыжах воспользуемся формулой: P =Fт

S
Моя масса равна 60 килограммов. Зная, что сила тяжести рассчитывается по формуле: Fт = m*g, мы получаем, что сила тяжести равна 600 ньютонам.
Размеры лыжи a=1,6м, b=0,04 м, то S1=1,6*0,04=0,064(м ²) (Это площадь одной лыжи, а у нас их две). В результате конечная расчетная формула будет иметь следующий вид: P=m*g
2*S

P1= 600 =4688Па
2*0,064

Процесс исследования

полу. Вычислим размеры подошвы обуви a=26см, b=7,5 см, получаем S2=0,26м

* 0,075м= =0,0195м² (это площадь одной подошвы, у нас их две). В результате конечная расчетная формула будет иметь следующий вид:
P2= 600 = 15385Па
2*0,0195

на лыжах равно 4688, а давление без лыж на опору

15385 Па.
Р1<Р2 в 3,3 раза
В результате полученных вычислений площадь лыж равна 0,128м², а площадь подошвы равна 0,039 м².
S1>S2 в 3,3 раза.

Вывод:
Во сколько раз увеличиваем площадь опоры, во столько же раз уменьшается давление, которое мы создаем на опору.

Исследование №2

выяснить, какую сумку лучше покупать, чтобы шея и плечи не

болели при ходьбе? В каком из случаев будет оказываться меньшее давление?
Измерим площадь лямок сумки с толстыми лямками и с тонкими. Размеры лямок первой сумки 10см * 5 см. Размеры лямок 2 сумки 1 см * 10 см. Для расчетов воспользуемся следующей формулой:
P=mg
S
Найдём площади лямок:
S1=0,005 м² S2=0,001 м²
Взвесим сумки с одинаковым весом, допустим m=10 кг
Выполним необходимые расчёты.
P1 = 10*10 =20 кПа P2=10*10= 100 кПа
0,005 0,001

к выводу: во сколько раз увеличиваем площадь опоры, во столько

же раз уменьшается давление, которое мы создаем на опору.
P1 (20 кПа) < P2 (100 кПа) т.к.
S1 (0,005м²) > S2 (0,001м²)

Нужно покупать сумки с более широкими лямками во избежание боли в шеи и плечах.

Процесс исследования
В жизни

мы встречаемся с сосудами различной формы: банки разных размеров, бутылки, кастрюли, кружки. Рассчитаем, какое давление на дно сосудов разной формы оказывает столб воды.
Нальём в пятилитровую и полуторалитровую бутылку полтора литра воды и рассчитаем давление жидкости на дно сосудов. Высота столба жидкости в банках различная. В пятилитровой бутылке равна 9 см, а полуторалитровой 27 см.
Расчетная формула для нахождения давления в жидкости:
Р = ρ*g*h ρ = 1000 кг/м3 (плотность воды)
h1=0,09 м h2=0,27 м
Давление на дно пятилитровой бутылки: Р1=900Па
Давление на дно полуторалитровой бутылки: Р2=2700Па
h1 (0,09 м) < h2 (0,27м)
P1 (900 Па) < P2 (2700 Па)

Вывод:

В результате эксперимента мы выяснили, что одинаковое количество воды оказывает различное давление на дно сосудов и напрямую зависит только от высоты столба жидкости.

могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых

создаётся разряжение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.

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.

при поднятии ноги под ней образуется разряжённое пространство. Перевес атмосферного

давления в этом случае может достигать 1000Н на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разряжённое пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

или булавку в ткань, мы создаём давление около 100МПа.

специальных помещениях – барокамерах – используют в лечебных целях. Одним

из методов баротерапии (греч. «терапия» - лечение) является постановка стеклянных медицинских банок в домашних условиях.

время как на стуле, тоже деревянном, нисколько не жестко?
Нетрудно

догадаться. Сиденье простого табурета плоско; наше тело соприкасается с ним лишь по небольшой поверхности, на которой и сосредоточивается вся тяжесть туловища. У стула же сиденье вогнутое; оно соприкасается с телом по большой поверхности; по этой поверхности и распределяется вес туловища: на единицу поверхности приходится меньший груз, меньшее давление.

Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и

«втягиваем» в себя их содержимое. Вот это-то простое «втягивание» жидкости, к которому мы так привыкли, и надо объяснить. Почему, в самом деле, жидкость устремляется к нам в рот? Что её увлекает? Причина такова: при питье мы расширяем грудную клетку и тем разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.
Итак, строго говоря, мы пьём не только ртом, но и лёгкими; ведь расширение лёгких – причина того, что жидкость устремляется в наш рот.

физической точки зрения. Рассмотрел его применение в различных жизненных ситуациях,

в природе и технике. Узнал значимость этого понятия для животного мира, рассмотрел случаи практического применения давления в жизни человека и живой природы. Рассчитал:
давление человека в различных ситуациях;
давление жидкости на дно сосудов;
давление твёрдого тела на опору;
В результате исследований были получены следующие выводы:
В твёрдых телах давление можно уменьшить, увеличив площадь опоры.
В жидкостях и газах давление напрямую зависит от высоты столба жидкости или газа.

А.И. Нестандартные задачи по физике – Ярославль, Академия развития, 2011
3.

Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике – М.: Просвещение, 2009
4. Береговая Г.Т. космос – землянам. – М.: Мол.гвардия, 2013. – 191с., ил. – (Эврика).
5. Ланина И.Я. не уроком единым: Развитие интереса к физике. – М.: Просвещение, 2011. – 223с.: ил.
6. Колтун М.М. Мир физики: (для ст. шк. возраста); ил – М.: Просвещение, 2008.-176с:ил.