"Давление" методическое пособие
методическая разработка на тему

"Давление"

Из повседневной жизни мы знаем, что давление могут оказывать твёрдое тело, жидкость, газ.

Давление твёрдых тел

По рыхлому снегу человек идёт с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но, надев лыжи, он может идти по снегу, почти не проваливаясь в него. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Но действие этой силы в обоих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек с лыжами и без лыж. Площадь поверхности лыжи раз в двадцать больше площади подошвы. 
Значит, результат действия силы зависит не только от её модуля, но и от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует.
Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением.
Следовательно, чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь поверхности.

P=F/S

P - давление 
F - сила, действующая на поверхность
S - площадь поверхности

За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м? перпендикулярно этой поверхности. Эта единица называется Паскалем.

Давление газов

Мы знаем, что газы, в отличие от твёрдых тел и жидкостей заполняют весь сосуд, в котором они находятся, например стальной баллон для хранения газов, камеру автомобильной шины или волейбольного мяча. При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона, камеры или любого другого тела, в котором он находится. Давление газа обусловлено иными причинами, чем давление твёрдого тела на опору.
Известно, что молекулы газа беспорядочно движутся. При своём движении они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором находится газ. Молекул в газе много, потому и число их ударов очень велико. Хотя сила удара отдельной молекулы мала, но действие всех молекул о стенки сосуда значительно, оно и создаёт давление газа. 
Итак, давление газа на стенки сосуда (и на помещённое в газ тело) вызывается ударами молекул газа.

При уменьшении объёма газа его давление увеличивается, а при увеличении объёма давление уменьшается при условии, что масса и температура газа остаются неизменными. 
Давление газа в закрытом сосуде тем больше, чем выше температура газа, при условии, что масса газа не меняется.

Закон Паскаля

Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку объёма жидкости или газа.

Давление жидкости на дно и стенки сосуда

Внутри жидкости существует давление и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.
Газы в этом отношении не отличаются от жидкостей, ведь они тоже имеют вес. Но надо помнить, что плотность газа в сотни раз меньше плотности жидкости. Вес газа, находящегося в сосуде, мал, и его "весовое" давление во многих случаях можно не учитывать.
Можно рассчитать давление, которое оказывает жидкость на дно сосуда.

P=pgh

P - давление, оказываемое на дно сосуда
p - плотность жидкости
g - ускорение свободного падения 
h - высота столба жидкости

Давление жидкости на дно сосуда зависит только от плотности жидкости и высоты столба жидкости.

Атмосферное давление

Рассчитать атмосферное давление по формуле для вычисления давления столба жидкости нельзя, так как для такого расчёта надо знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Но определённой границы у атмосферы нет, а плотность воздуха на разной высоте различна. Однако измерить атмосферное давление можно с помощью опыта, предложенного итальянским учёным Торричелли.

Необходимо запомнить, что 
1 мм ртутного столба = 133,3 Па

Задания

1. Найти и описать опыт Торричелли. Является ли его открытие важным для нас сейчас?
2. Открываем "Живая физика" - "7 класс" - "Г1 Датчик давления"

А) Устанавливаем угол поворота датчика (0°, 90°, 180°, 270°), определяем направление действия силы со стороны воды на датчик (большая стрелочка на чертеже). В первом случае плотность жидкости принимаем равной 1000 кг/ м?. Для наглядности выбираем график зависимости давления от глубины. Записываем значение давления при различных углах. Делаем вывод о том, что происходит с давлением.
Аналогичные опыты проделываем с жидкостью, у которой плотность больше 1000 кг/м?, меньше 1000 кг/м?. Задаём различные уровни жидкости, углы. Делаем выводы о том как зависит давление от плотности жидкости, уровня воды.

Б) Находим "Г2 Тело в жидкости"
Задаём значения массы тела (1 кг, 10 кг, 50 кг, 90 кг, 100 кг, ). Ставим определённое значение плотности жидкости - 1000 кг/м?. Определяем значения давлений:
Р верхнее
Р нижнее
Р верхнее = Р нижнее
Что происходит с телом, если начинает меняться верхнее давление, нижнее.
Задаём произвольно ещё 2 жидкости: с плотностью больше 
500 кг/м?, и меньше 500 кг/м?. Проводим аналогичные наблюдения. 
Делаем вывод о том, как зависит давление от плотности жидкости, как меняется усилие троса, на котором подвешено тело.