Druck ist physikalische Größe, das in der Natur und im menschlichen Leben eine besondere Rolle spielt. Dieses unsichtbare Phänomen wirkt sich nicht nur auf den Zustand aus Umfeld, aber auch von allen sehr gut empfunden. Lassen Sie uns herausfinden, was es ist, welche Arten es gibt und wie man Druck (Formel) in verschiedenen Umgebungen findet.
Was ist Druck in Physik und Chemie?
Mit diesem Begriff ist eine wichtige thermodynamische Größe gemeint, die sich im Verhältnis der senkrecht zur Fläche, auf die sie wirkt, ausgeübten Druckkraft ausdrückt. Dieses Phänomen hängt nicht von der Größe des Systems ab, in dem es auftritt, und bezieht sich daher auf intensive Mengen.
Im Gleichgewichtszustand ist der Druck an allen Punkten des Systems gleich.
In der Physik und Chemie wird es mit dem Buchstaben „P“ bezeichnet, der eine Abkürzung des lateinischen Namens des Begriffs – pressūra – ist.
Wenn man vom osmotischen Druck einer Flüssigkeit spricht (dem Gleichgewicht zwischen dem Druck innerhalb und außerhalb der Zelle), wird der Buchstabe „P“ verwendet.
Druckeinheiten
Gemäß den Standards des Internationalen SI-Systems wird das betreffende physikalische Phänomen in Pascal (kyrillisch – Pa, lateinisch – Ra) gemessen.
Basierend auf der Druckformel ergibt sich, dass ein Pa einem N (Newton) entspricht – geteilt durch einen Quadratmeter (Flächeneinheit).
Allerdings ist es in der Praxis recht schwierig, Pascal zu verwenden, da diese Einheit sehr klein ist. In dieser Hinsicht kann diese Größe zusätzlich zu SI-Standards auch anders gemessen werden.
Nachfolgend sind die bekanntesten Analoga aufgeführt. Die meisten von ihnen sind in der ehemaligen UdSSR weit verbreitet.
- Barren. Ein Balken entspricht 105 Pa.
- Torrs oder Millimeter Quecksilbersäule. Ungefähr ein Torr entspricht 133,3223684 Pa.
- Millimeter Wassersäule.
- Meter Wassersäule.
- Technische Atmosphären.
- Physische Atmosphären. Eine atm entspricht 101.325 Pa und 1,033233 atm.
- Kilogrammkraft pro Quadratzentimeter. Es wird auch zwischen Tonkraft und Grammkraft unterschieden. Darüber hinaus gibt es ein Analogon zu Pfund-Kraft pro Quadratzoll.
Allgemeine Formel für Druck (Physik der 7. Klasse)
Aus der Definition einer bestimmten physikalischen Größe kann man die Methode zu ihrer Bestimmung bestimmen. Es sieht aus wie auf dem Foto unten.
Darin ist F die Kraft und S die Fläche. Mit anderen Worten: Die Formel zum Ermitteln des Drucks ist seine Kraft geteilt durch die Oberfläche, auf die er wirkt.
Es kann auch wie folgt geschrieben werden: P = mg / S oder P = pVg / S. Somit stellt sich heraus, dass diese physikalische Größe mit anderen thermodynamischen Variablen zusammenhängt: Volumen und Masse.
Beim Druck gilt: Je kleiner der Raum, auf den die Kraft wirkt, desto größer ist die auf ihn einwirkende Druckkraft. Vergrößert sich die Fläche (bei gleicher Kraft), verringert sich der gewünschte Wert.
Formel für hydrostatischen Druck
Anders Aggregatzustände Substanzen sorgen für das Vorhandensein voneinander unterschiedlicher Eigenschaften. Auf dieser Grundlage werden auch die Methoden zur Bestimmung von P in ihnen unterschiedlich sein.
Die Formel für den Wasserdruck (hydrostatisch) sieht beispielsweise so aus: P = pgh. Dies gilt auch für Gase. Aufgrund des Höhenunterschieds und der Luftdichte kann es jedoch nicht zur Berechnung des atmosphärischen Drucks verwendet werden.
In dieser Formel ist p die Dichte, g die Erdbeschleunigung und h die Höhe. Auf dieser Grundlage gilt: Je tiefer ein Gegenstand oder Gegenstand eingetaucht ist, desto höher ist der Druck, der im Inneren der Flüssigkeit (Gas) auf ihn ausgeübt wird.
Die betrachtete Option ist eine Adaption des klassischen Beispiels P = F / S.
Wenn wir bedenken, dass die Kraft gleich der Ableitung der Masse nach der Geschwindigkeit des freien Falls (F = mg) ist und die Masse der Flüssigkeit die Ableitung des Volumens nach der Dichte (m = pV) ist, dann kann die Formel für Druck lauten geschrieben als P = pVg / S. In diesem Fall ist das Volumen die Fläche multipliziert mit der Höhe (V = Sh).
Wenn wir diese Daten einfügen, stellt sich heraus, dass am Ausgang die Fläche im Zähler und Nenner reduziert werden kann – die obige Formel: P = pgh.
Bei der Betrachtung des Drucks in Flüssigkeiten ist zu bedenken, dass bei ihnen im Gegensatz zu Festkörpern häufig eine Krümmung der Oberflächenschicht möglich ist. Und dies wiederum trägt zur Bildung von zusätzlichem Druck bei.
Für solche Situationen wird eine etwas andere Druckformel verwendet: P = P 0 + 2QH. In diesem Fall ist P 0 der Druck der ungekrümmten Schicht und Q die Spannungsoberfläche der Flüssigkeit. H ist die durchschnittliche Krümmung der Oberfläche, die nach dem Laplaceschen Gesetz bestimmt wird: H = ½ (1/R 1 + 1/R 2). Die Komponenten R 1 und R 2 sind die Hauptkrümmungsradien.
Partialdruck und seine Formel
Obwohl die P = pgh-Methode sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase anwendbar ist, ist es besser, den Druck in letzteren auf etwas andere Weise zu berechnen.
Tatsache ist, dass in der Natur absolut reine Stoffe in der Regel nicht sehr oft vorkommen, da darin Mischungen vorherrschen. Und das gilt nicht nur für Flüssigkeiten, sondern auch für Gase. Und wie Sie wissen, übt jede dieser Komponenten einen anderen Druck aus, der als Teildruck bezeichnet wird.
Es ist ganz einfach zu definieren. Er entspricht der Summe des Drucks jeder Komponente des betrachteten Gemisches (ideales Gas).
Daraus folgt, dass die Partialdruckformel wie folgt aussieht: P = P 1 + P 2 + P 3 ... und so weiter, entsprechend der Anzahl der Bestandteile.
Es gibt oft Fälle, in denen es notwendig ist, den Luftdruck zu bestimmen. Manche Leute führen jedoch fälschlicherweise Berechnungen nur mit Sauerstoff nach dem Schema P = pgh durch. Aber Luft ist eine Mischung verschiedener Gase. Es enthält Stickstoff, Argon, Sauerstoff und andere Stoffe. Basierend auf der aktuellen Situation ist die Luftdruckformel die Summe der Drücke aller seiner Komponenten. Das bedeutet, dass wir das oben erwähnte P = P 1 + P 2 + P 3 annehmen sollten ...
Die gebräuchlichsten Instrumente zur Druckmessung
Obwohl es nicht schwierig ist, die jeweilige thermodynamische Größe mit den oben genannten Formeln zu berechnen, fehlt manchmal einfach die Zeit, die Berechnung durchzuführen. Schließlich müssen immer zahlreiche Nuancen berücksichtigt werden. Der Einfachheit halber wurden daher im Laufe mehrerer Jahrhunderte eine Reihe von Geräten entwickelt, die dies anstelle von Menschen tun.
Tatsächlich handelt es sich bei fast allen Geräten dieser Art um eine Art Manometer (zur Bestimmung des Drucks in Gasen und Flüssigkeiten). Sie unterscheiden sich jedoch in Design, Genauigkeit und Anwendungsbereich.
- Der Luftdruck wird mit einem Manometer namens Barometer gemessen. Wenn es notwendig ist, das Vakuum (d. h. den Druck unter Atmosphärendruck) zu bestimmen, wird eine andere Art von Vakuum verwendet: ein Vakuummeter.
- Um den Blutdruck einer Person herauszufinden, wird ein Blutdruckmessgerät verwendet. Den meisten Menschen ist es besser als nicht-invasives Blutdruckmessgerät bekannt. Es gibt viele Arten solcher Geräte: von mechanischen Quecksilbergeräten bis hin zu vollautomatischen digitalen Geräten. Ihre Genauigkeit hängt von den Materialien, aus denen sie hergestellt sind, und dem Ort der Messung ab.
- Druckabfälle in der Umgebung (auf Englisch – Druckabfall) werden mit Differenzdruckmessgeräten (nicht zu verwechseln mit Dynamometern) ermittelt.
Arten von Druck
In Anbetracht des Drucks, der Formel zu seiner Ermittlung und seiner Variationen für verschiedene Substanzen lohnt es sich, die Varianten dieser Größe kennenzulernen. Es gibt fünf davon.
- Absolute.
- Barometrisch
- Übermäßig.
- Vakuummetrik.
- Differential.
Absolute
Damit bezeichnet man den Gesamtdruck, unter dem sich ein Stoff oder Gegenstand befindet, ohne Berücksichtigung des Einflusses anderer gasförmiger Bestandteile der Atmosphäre.
Er wird in Pascal gemessen und ist die Summe aus Überdruck und Atmosphärendruck. Es ist auch der Unterschied zwischen barometrischen und Vakuumtypen.
Sie wird nach der Formel P = P 2 + P 3 oder P = P 2 - P 4 berechnet.
Der Ausgangspunkt für den absoluten Druck unter den Bedingungen des Planeten Erde ist der Druck im Inneren des Behälters, aus dem die Luft entfernt wurde (also ein klassisches Vakuum).
In den meisten thermodynamischen Formeln wird nur dieser Drucktyp verwendet.
Barometrisch
Dieser Begriff bezieht sich auf den Druck der Atmosphäre (Schwerkraft) auf alle darin befindlichen Objekte und Objekte, einschließlich der Erdoberfläche selbst. Die meisten Menschen kennen es auch als atmosphärisch.
Er wird als eins klassifiziert und sein Wert variiert je nach Ort und Zeitpunkt der Messung sowie den Wetterbedingungen und der Lage über/unter dem Meeresspiegel.
Die Größe des Luftdrucks ist gleich dem Modul der atmosphärischen Kraft über eine Fläche von einer Einheit senkrecht dazu.
In einer stabilen Atmosphäre ist dies der Wert physikalisches Phänomen gleich dem Gewicht einer Luftsäule auf einer Unterlage mit einer Fläche von eins.
Der normale Luftdruck beträgt 101.325 Pa (760 mm Hg bei 0 Grad Celsius). Darüber hinaus wird der Luftdruck auf dem Objekt umso geringer, je höher es von der Erdoberfläche entfernt ist. Alle 8 km nimmt sie um 100 Pa ab.
Dank dieser Eigenschaft kocht Wasser in Wasserkochern in den Bergen viel schneller als auf dem heimischen Herd. Tatsache ist, dass der Druck den Siedepunkt beeinflusst: Wenn er sinkt, sinkt dieser. Und umgekehrt. Auf dieser Eigenschaft basiert der Betrieb von Küchengeräten wie Schnellkochtopf und Autoklav. Der Druckanstieg im Inneren trägt dazu bei, dass in den Gefäßen höhere Temperaturen entstehen als in gewöhnlichen Pfannen auf dem Herd.
Zur Berechnung des atmosphärischen Drucks wird die barometrische Höhenformel verwendet. Es sieht aus wie auf dem Foto unten.
P ist der gewünschte Wert in der Höhe, P 0 ist die Luftdichte nahe der Oberfläche, g ist die Beschleunigung des freien Falls, h ist die Höhe über der Erde, m - Molmasse Gas, t ist die Temperatur des Systems, r ist die universelle Gaskonstante 8,3144598 J⁄(mol x K) und e ist die Eichler-Zahl gleich 2,71828.
In der obigen Formel für den atmosphärischen Druck wird häufig K anstelle von R verwendet - Boltzmann-Konstante. Die universelle Gaskonstante wird oft durch ihr Produkt mit der Avogadro-Zahl ausgedrückt. Für Berechnungen ist es praktischer, wenn die Anzahl der Teilchen in Mol angegeben wird.
Bei Berechnungen sollten Sie immer die Möglichkeit von Änderungen der Lufttemperatur aufgrund einer Änderung der meteorologischen Situation oder bei Höhengewinnen über dem Meeresspiegel sowie der geografischen Breite berücksichtigen.
Manometer und Vakuum
Der Unterschied zwischen atmosphärischem und gemessenem Umgebungsdruck wird Überdruck genannt. Abhängig vom Ergebnis ändert sich der Name der Menge.
Ist er positiv, spricht man von Überdruck.
Wenn das erhaltene Ergebnis ein Minuszeichen aufweist, spricht man von Vakuummetrie. Es sei daran erinnert, dass der Wert nicht größer als barometrisch sein kann.
Differential
Dieser Wert ist der Druckunterschied an verschiedenen Messpunkten. In der Regel wird es zur Bestimmung des Druckabfalls an beliebigen Geräten verwendet. Dies gilt insbesondere für die Ölindustrie.
Nachdem wir herausgefunden haben, welche thermodynamische Größe Druck genannt wird und mit welchen Formeln sie ermittelt wird, können wir den Schluss ziehen, dass dieses Phänomen sehr wichtig ist und daher das Wissen darüber niemals überflüssig sein wird.
DEFINITION
Druck ist eine skalare physikalische Größe, die dem Verhältnis des senkrecht zur Oberfläche wirkenden Moduls zur Fläche dieser Oberfläche entspricht:
Die senkrecht zur Körperoberfläche wirkende Kraft, unter deren Einfluss sich der Körper verformt, wird als Druckkraft bezeichnet. Als Druckkraft kann jede Kraft wirken. Dies kann eine Kraft sein, die einen Körper gegen die Oberfläche eines anderen drückt, oder das Gewicht eines Körpers, der auf eine Unterlage wirkt (Abb. 1).
Reis. 1. Druckbestimmung
Druckeinheiten
Im SI-System wird der Druck in Pascal (Pa) gemessen: 1 Pa = 1 N/m²
Der Druck ist unabhängig von der Oberflächenorientierung.
Häufig werden nicht systemische Einheiten verwendet: Normalatmosphäre (atm) und Millimeter Quecksilbersäule (mm Hg): 1 atm = 760 mm Hg = 101325 Pa
Offensichtlich kann die gleiche Druckkraft je nach Oberfläche unterschiedliche Drücke auf diese Oberfläche ausüben. Diese Abhängigkeit wird in der Technik häufig genutzt, um den Druck zu erhöhen oder umgekehrt zu senken. Die Konstruktionen von Tanks und Traktoren sorgen für eine Reduzierung des Bodendrucks durch Flächenvergrößerung durch Raupenantriebe. Das gleiche Prinzip liegt dem Design von Skiern zugrunde: Auf Skiern gleitet ein Mensch leicht über den Schnee, aber wenn er seine Skier auszieht, fällt er sofort in den Schnee. Die Klinge von Schneid- und Stechinstrumenten (Messer, Scheren, Cuttermesser, Sägen, Nadeln usw.) ist speziell geschärft: Die scharfe Klinge hat eine kleine Fläche, sodass bereits eine kleine Kraft viel Druck erzeugt und das Arbeiten leicht ist mit einem solchen Werkzeug.
Beispiele für Problemlösungen
BEISPIEL 1
| Übung | Ein Mensch drückt mit einer Kraft von 400 N auf eine Schaufel. Welchen Druck übt die Schaufel auf den Boden aus, wenn die Breite ihres Blattes 20 cm und die Dicke der Schneide 0,5 mm beträgt? |
| Lösung | Der Druck, den eine Schaufel auf den Boden ausübt, wird durch die Formel bestimmt: Oberfläche der Schaufel, die mit dem Boden in Kontakt kommt: Wo ist die Breite der Klinge und die Dicke der Schneide? Daher beträgt der Druck der Schaufel auf den Boden: Lassen Sie uns die Einheiten in das SI-System umrechnen: Klingenbreite: cm m; Schneidenstärke mm m. Berechnen wir: Pa MPa |
| Antwort | Der Druck der Schaufel auf den Boden beträgt 4 MPa. |
BEISPIEL 2
| Übung | Finden Sie die Kante eines Aluminiumwürfels, wenn dieser einen Druck von 70 Pa auf den Tisch ausübt. |
| Lösung | Druck des Würfels auf dem Tisch: Die Druckkraft ist in diesem Fall das Gewicht des Würfels, wir können also schreiben: In Anbetracht dessen und das Volumen des Würfels wiederum: |
Ziele:
- Pädagogisch: allgemeine Vorstellungen über Druck und Druckkraft entwickeln, praktische Fähigkeiten zur Druckberechnung entwickeln;
- Pädagogisch: Entwicklung experimenteller Fähigkeiten, Fähigkeiten, logisches Denken, Begründung der eigenen Aussagen, Entwicklung von Fähigkeiten zur Paararbeit, Begründung der Notwendigkeit, den Druck zu erhöhen oder zu verringern;
- Pädagogisch: Kompetenzbildung selbständiges Arbeiten, Förderung des Lernwillens, der Fähigkeit, hart zu arbeiten, Förderung eines Kollektivismusgefühls bei der Arbeit zu zweit.
Art der abgedeckten Lektion: neues Material lernen.
Unterrichtsformat: kombinierte Lektion.
Ort des Unterrichts im Lehrplan. Das Thema „Druck und Druckkraft“ wird im Abschnitt „Druck von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen“ behandelt. Dieses Thema im ersten Abschnitt ist für Studierende am interessantesten (da ein großer Zusammenhang zwischen dem untersuchten Stoff und dem Leben und der Technik besteht), daher werden für das Studium dieses Themas 2 Stunden benötigt. Der Hauptinhalt des zu studierenden Stoffes wird durch den Lehrplan und die obligatorischen Mindestinhalte der Ausbildung in Physik bestimmt.
Methoden:verbal, visuell, praktisch.
Ausrüstung:
- Standausstellung von Schneid- und Stechinstrumenten;
- Power-Point-Präsentation, Labor-Dynamometer, Balken, Lineale, Knöpfe.
Unterrichtsplan:
| 1. Phase der Organisation des Unterrichtsbeginns - | 1 Minute. |
| 2. Die Vorbereitungsphase für die aktive und bewusste Aufnahme neuen Materials - | 7 min. |
| 3. Phase der Aneignung neuen Wissens (Druckkraft, Druckformel, Druckeinheiten) – | 20min. |
| 4. Reise in die Biologie – | 6 Min. |
| 5. Welt der Technik – | 6 Min. |
| 6. „Vertraute Briefe“ – | 2 Min. |
| 7. Experimentelle Aufgaben. – | 15 Min. |
| 8. Testaufgaben. – | 13 Min. |
| 9. Zusammenfassend – | 5 Min. |
| 10. Hausaufgaben. – | 5 Min. |
Epigraph für die Lektion: „Wissen ist nur dann Wissen, wenn es durch die Anstrengung des Denkens und nicht durch Erinnerung erworben wird“ (A. N. Tolstoi).
Unterrichtsfortschritt
1. Phase der Unterrichtsorganisation.
2. Die Vorbereitungsphase für die aktive und bewusste Aufnahme des Stoffes.
Der Lehrer macht die Schüler auf die Illustration zu Mamin-Sibiryaks Werk „Der graue Hals“ aufmerksam (siehe Folie Nr. 1 der Präsentation) und liest einen Auszug aus diesem Werk vor: „...Der Fuchs kam wirklich ein paar Tage Später setzte er sich ans Ufer und sprach noch einmal:
Ich habe dich vermisst, Ente...Komm hier raus; Wenn Sie nicht möchten, komme ich selbst zu Ihnen. Ich bin nicht arrogant...
Und der Fuchs begann vorsichtig über das Eis zum Eisloch zu kriechen. Das Herz von Grey Neck sank …“
Frage. Warum kroch der Fuchs vorsichtig über das Eis? (Wir hören uns die Antworten an)
Lehrer. Um diese Frage zu beantworten, müssen Sie sich mit dem Thema „Druck und Druckkraft“ vertraut machen. Das Wort „Druck“ ist Ihnen wohlbekannt. Verstehen Sie die Bedeutung der folgenden Sätze:
- Der Druck fällt stark ab und Niederschlag ist möglich.
- Die Verteidiger des Dynamo-Teams konnten dem Druck der Spartak-Angreifer nicht standhalten.
- Der Blutdruck des Patienten stieg plötzlich an.
- Trotz des enormen Drucks der äußeren Umgebung glitt die Nautilus in die bodenlosen Tiefen.
- „Es war eine Frau“, sagte Kommissar Maigret, „nur der dünne Absatz eines Frauenschuhs konnte einen so großen Druck erzeugen.“
In all diesen Sätzen wurde das Wort „Druck“ in unterschiedlichen Situationen verwendet und hatte unterschiedliche Bedeutungen. Wir werden den Druck aus physikalischer Sicht betrachten. Dazu laden wir einen Assistenten zum Unterricht ein.
Die Kinder wollten Honig – sterben, Schneestürme und Schneestürme,
Damit eine gute Biene den Unterricht besucht.
Heute wird die Hauptfigur unserer Lektion eine Biene sein.
Lehrer. Betrachten wir ein Beispiel (einen Knopf auf einem Blütenblatt): Ein Junge rutscht im frisch gefallenen Schnee einen Berg hinunter, stürzt unerwartet und seine Skier rollen herunter. Nachdem er aufgestanden ist, geht der Junge hinunter, um seine Skier zu holen, während seine Füße tief im Schnee stecken bleiben.
Frage: Warum fällt ein Junge auf Skiern nicht in den Schnee, ohne Ski aber durch? Die Schüler kommen zu dem Schluss, dass der Junge in beiden Fällen mit der gleichen Kraft auf den Schnee einwirkt, das Ergebnis der Kraft jedoch unterschiedlich ist, daher (der Lehrer führt auf die Idee) das Ergebnis der Aktion auch von einer bestimmten Größe abhängt.
Lehrer: Was änderte sich nach dem Sturz des Jungen? Die Schüler kommen zu dem Schluss, dass sich der Stützbereich des Jungen im Schnee verändert hat. Wenn ein Junge auf Skiern steht, ist die Auflagefläche größer als ohne Ski.
Lehrer: Das Ergebnis der Kraft hängt ab von:
1 – Druckkraftwerte;
2 – Fläche senkrecht zu der die Druckkraft wirkt.
(Die Schüler arbeiten mit OK.)
Lehrer: Die Größe, die angibt, wie viel Druck auf jede Flächeneinheit wirkt, wird Druck genannt.
P – Druck
F d – Druckkraft
S - Unterstützungsbereich.
– Um Druck zu erhalten, müssen wir die Druckkraft durch die Fläche dividieren!
Lassen Sie uns eine qualitative Analyse dieser Formel durchführen.
Frage 1. Die Druckkraft ändert sich nicht, die Auflagefläche vergrößert sich jedoch. Wie wird sich der Druck ändern? Warum? ( Der Druck nimmt ab, da der Druck umgekehrt proportional zur Fläche ist.
Frage 2. Die Auflagefläche verändert sich nicht, die Druckkraft nimmt jedoch zu. Wie wird sich der Druck ändern? Warum? ( Der Druck wird zunehmen, weil Der Druck ist direkt proportional zur Druckkraft).
Die Studierenden kommen zu dem Schluss, dass bei gleicher Kraft der Druck größer ist, wenn die Auflagefläche kleiner ist, und umgekehrt, je größer die Auflagefläche, desto geringer der Druck.
Lehrer:
Ihr Ziel ist es, in den Körper einzudringen – reduzieren Sie die Unterstützung auf Null.
Wenn Sie im Winter im Wald spazieren gehen, erhöhen Sie die Unterstützung S.
(Um die Bedeutung der Festkörperdruckformel zu verstehen).
Um visuelle Bilder zu schaffen, führt der Lehrer die Schüler an die verschiedenen Belastungen in Technik, Natur und Alltag heran (Tabelle 6 S. 84 Lehrbuch Physik - 7. Klasse)
Die Schüler arbeiten mit OK (Arbeiten mit einem Dreieck).
Frage 1. Wie kann man die Druckkraft ermitteln, wenn man den Druck und die Oberfläche kennt, auf die die Kraft ausgeübt wird? (F d =p*S)
Frage 2. Wie kann man die Oberfläche ermitteln, auf die eine Kraft ausgeübt wird, wenn man die Druckkraft kennt? (S=F d/ p)
Lehrer. Lassen Sie uns die Maßeinheit für den Druck anzeigen. (Die Biene auf der Folie fliegt per Mausklick zum zweiten Blütenblatt.)
| Gegeben: | |
| S=1m 2 | |
| F d =1H |
|
| [p]=1n/m 2 =1Pa. |
P-?
1 Pa ist der Druck, der durch eine Druckkraft von 1 N erzeugt wird, die auf eine Fläche mit einer Fläche von 1 m 2 senkrecht zu dieser Fläche wirkt.
1 hPa – 100 Pa
1 kPa – 1000 Pa
1 MPa – 1000 000 Pa
Lehrer.
Frage. Was bedeutet der Eintrag: p=15.000Pa, p=5000Pa? (15.000 PA ist der Druck, der entsteht, wenn eine Druckkraft von 15.000 N auf eine Fläche von 1 m2 senkrecht zu dieser Fläche wirkt.)
Meere und Wüsten, Erde und Mond
Das Licht der Sonne und der Schnee einer Lawine...
Die Natur ist komplex, aber die Natur ist eins.
Die Naturgesetze sind eins!
Machen wir einen Ausflug in die Biologie (die Biene auf der Folie fliegt per Mausklick zum dritten Blütenblatt).
Es gibt Piranhas im Amazonas -
Der Fisch sieht mittelmäßig aus.
Wenn Sie Ihren Finger ins Wasser stecken,
Frage: Er wird es im Handumdrehen fressen.
Warum kann ein Piranha einem Menschen in den Finger beißen?
Hier ist ein Kamel und auf einem Kamel
Menschen tragen Gepäck und reisen.
Er lebt inmitten der Wüsten
Isst geschmacklose Büsche
Er ist das ganze Jahr über bei der Arbeit...
(Die Oberfläche der Gliedmaßen eines Kamels ist groß und der auf den Sand ausgeübte Druck ist gering, sodass das Kamel nicht im Sand versinkt.)
Wütender Igel, grauer Igel,
Sag mir, wohin gehst du?
Du bist so stachelig, dass du nicht mit der Hand berührt werden kannst!
Warum ist der Igel stachelig?
(Die Oberfläche der Nadeln ist klein, aber der Druck ist hoch.)
Bee ist eine bekannte Arbeiterin,
Gibt den Menschen Honig und Wachs,
Und er wird seinen Feinden seinen Stachel zeigen,
Sie werden sich das ganze Jahr über daran erinnern!
Warum übt der Stich einer Biene großen Druck auf die menschliche Haut aus? (Ein Bienenstich hat eine kleine Oberfläche, aber der Druck, der auf die menschliche Haut ausgeübt wird, ist groß.)
Einmal fragten sie eine Rose:
Warum, das Auge verzaubernd,
Ihr seid stachelige Dornen
Kratzen Sie uns grausam?
(Die Oberfläche der Rosendornen ist klein, aber der Druck ist hoch.)
Kehren wir zu den Helden von „The Grey Neck“ zurück. Warum kroch der Fuchs vorsichtig über das Eis? (Der Fuchs wählte diese Bewegungsmethode, um die Oberfläche zu vergrößern und den Druck auf das Eis zu verringern.)
Lehrer: Der schlaue Fuchs kannte die Druckformel! Wir haben die Gültigkeit dieser Formel in der Natur gesehen – Nadeln, Preiselbeeren, Krallen, Zähne, Reißzähne, Stacheln. Aber. „Die Seele der Wissenschaft ist die praktische Anwendung ihrer Entdeckungen“ (W. Thomson).
Machen wir einen Ausflug in die Welt der Technik.(Die Biene fliegt per Mausklick zum vierten Blütenblatt.)
Wir wissen, dass je größer die Auflagefläche ist, desto geringer ist der durch eine gegebene Kraft erzeugte Druck, und umgekehrt steigt der Druck mit abnehmender Auflagefläche (bei konstanter Kraft). Daher wird die Auflagefläche vergrößert oder verkleinert, je nachdem, ob man einen niedrigen oder hohen Druck erzielen möchte. (Die Schüler arbeiten mit OK – Möglichkeiten, den Druck zu ändern). LKW-Reifen und Flugzeugfahrgestelle sind viel breiter als Pkw-Reifen. Die Reifen sind besonders breit für Autos, die für Fahrten in der Wüste konzipiert sind. Schwere Fahrzeuge wie Traktoren, Panzer oder Sumpffahrzeuge können durch sumpfige Gebiete fahren, die für Menschen nicht immer befahrbar sind. Warum? (Schwere Maschinen mit großer Auflagefläche üben wenig Druck aus.)
Der Lehrer macht die Schüler auf eine Ausstellung mit schneidenden und stechenden Gegenständen und Werkzeugen aufmerksam.
Frage: Warum üben schneidende und stechende Instrumente großen Druck auf den Körper aus? (Die Oberfläche von Schneid- und Stechwerkzeugen ist klein, aber der Druck ist hoch.)
Lehrer. Wir sind von der Gültigkeit der Druckformel in Natur und Technik überzeugt (Die Biene fliegt per Mausklick zum fünften Blütenblatt.)
Spiel „Vertraute Buchstaben“.
An die Tafel werden Buchstaben geschrieben - Bezeichnungen physikalischer Größen: p, m, F, l, V. Ihre Aufgabe: Nachdem Sie sich die Sprichwörter angehört haben, ordnen Sie sie einem dieser Werte zu.
Sprichwörter:
- Mord wird raus.
- Einen Igel kann man nicht mit bloßen Händen hochheben.
- Stecken Sie Ihren Finger nicht in den Mund.
(Druck)
Lehrer.„Wissen, das nicht aus Erfahrung entsteht, die Mutter aller Zuverlässigkeit, ist fruchtlos und voller Fehler.“ (Per Mausklick fliegt die Biene zum 6. Blütenblatt.)
Experimentelle Aufgaben.
1. Aufgabe. Indem wir den Knopf in das Brett drücken, wirken wir mit einer Kraft von 50 N auf ihn ein, die Fläche der Knopfspitze beträgt 0,000 001 m 2. Bestimmen Sie den durch die Taste erzeugten Druck.
| Gegeben: | |
| Fd =50N |
[p]=Pa. |
| S=0,000 001m 2 | |
| p=? |  (Pa) |
Antwort: 50 MPa.
2. Berechnen Sie den Druck eines festen Körpers auf den Träger. (Arbeiten Sie paarweise.)
Ausrüstung: Dynamometer, Messlineal, Holzblock.
Die Reihenfolge der Arbeit.
- Messen Sie die Druckkraft des Blocks auf dem Tisch (Gewicht des Blocks).
- Messen Sie die Länge, Breite und Höhe des Blocks.
- Berechnen Sie anhand aller erhaltenen Daten die Flächen der größten und kleinsten Flächen des Blocks.
- Berechnen Sie den Druck, den der Block mit seiner kleinsten und größten Kante auf den Tisch ausübt.
- Notieren Sie die Ergebnisse in Ihrem Notizbuch.
- Bilden Sie auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse eine Schlussfolgerung.
Die Studierenden schreiben die Ergebnisse der Experimente an die Tafel und ziehen eine Schlussfolgerung über die Abhängigkeit des Drucks von der Oberfläche des Trägers.
Lehrer.
Damit die Biene ihre Reise fortsetzt
Wir müssen Wissen erlangen.
Wir öffnen die Blätter
Und wir machen die Arbeit.
(Die Biene fliegt per Mausklick zum 7. Blütenblatt.) „Testaufgaben“.
Zusammenfassung der Lektion
- Welche physikalische Größe haben Sie heute im Unterricht gelernt?
- Welche Kraft nennt man Druckkraft?
- Was ist Druck?
- Druckeinheiten?
- SI-Druckeinheiten?
Unterrichtsnoten: Dabei werden die Testergebnisse und Token berücksichtigt.
Die Abschlussnote der Lektion wird angezeigt. Der Lehrer macht die Schüler auf das Epigraph der Lektion aufmerksam.
Hausaufgaben:§32b33; S.85 (experimentelle Aufgabe).
Zusätzliche Aufgabe.„Warum sind spitze Gegenstände stachelig? Wie Leviathan“ Unterhaltsame Physik. Ya.I.Perelman.
Liste der verwendeten Literatur.
- Physik - 7. Klasse. S. V. Gromov, N. A. Rodina. Moskau. „Aufklärung“, 2000
- Physikunterricht in moderne Schule. Kreative Suche nach Lehrern. Zusammengestellt von E. M. Braverman, herausgegeben von V. G. Razumovsky. Moskau, „Aufklärung“, 1993
- Prüfung der Kenntnisse der Schüler in Physik (Klassen 6-7) A.V.
- Postnikov, Moskau, „Aufklärung“, 1986.
- Zeitung „Physik“ Nr. 45, 2004
- Zeitschrift „Physik in der Schule“ Nr. 8, 2002.
Reader zum Thema Literatur. 1-4 Klassen Rostow am Don. JSC „Kniga“, 1997 PHYSIK. 1. Gegenstand und Aufbau der Physik Physik ist eine Wissenschaft, die das Einfachste und zugleich Wichtigste erforscht. Physische Enzyklopädie
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Inhalt 1 Zubereitungsmethoden 1.1 Verdampfung von Flüssigkeiten ... Wikipedia
Bücher
- Physik. 7. Klasse. Arbeitsbuch zum Lehrbuch von A. V. Peryshkin. Vertikal. Bundesstaatlicher Bildungsstandard, Khannanova Tatyana Andreevna, Khannanov Nail Kutdusovich, Der Vorteil ist integraler Bestandteil UMK A.V. Peryshkin „Physik. Klassen 7-9“, das entsprechend den Anforderungen des neuen Bundeslandes überarbeitet wird Bildungsstandard.… Kategorie: Physik. Astronomie (Klassen 7-9) Reihe: Physik Herausgeber: Bustard,
- Physik 7. Klasse Arbeitsbuch zum Lehrbuch A. V. Peryshkina, T. Khannanova, N. Khannanov, Das Handbuch ist ein integraler Bestandteil des Bildungskomplexes „Physik“ von A. V. Peryshkina. Klassen 7-9“, die entsprechend den Anforderungen des neuen Landesbildungsstandards überarbeitet wurde. In… Kategorie:
Gegenwärtig wird Druck üblicherweise als physikalische Größe bezeichnet, die dem Verhältnis der senkrecht zu einer bestimmten Oberfläche wirkenden Kraft direkt zur Fläche dieser Oberfläche entspricht. Nun, mit Kraft, Druck, meinen sie eine Kraft, die senkrecht zu einer bestimmten Oberfläche wirkt. Es mag den Anschein haben, dass hier die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Konzepten enden. Tatsächlich stimmt das überhaupt nicht, und wenn Sie an detaillierteren Nuancen zu den Unterschieden zwischen diesen beiden Konzepten interessiert sind, müssten Sie sich etwas mehr Zeit nehmen, um zu verstehen, in welchen Fällen sie am häufigsten verwendet werden.
Hauptunterscheidungsmerkmale von Druck und Druckkraft
Zunächst ist darauf hinzuweisen Druck ist eine skalare Größe, die keine Richtung haben kann. Es ist allgemein anerkannt, dass Druck erforderlich ist, um den Zustand des sogenannten „Kontinuumsmediums“ zu charakterisieren. Aus diesem Grund fungiert ein solches Konzept als Diagonalkomponente des Spannungstensors. Letzterer ist ein Tensor zweiten Ranges. Sie besteht aus neun Größen, die hier bereitgestellt werden, um die mechanische Spannung an einer beliebigen Stelle eines belasteten Körpers darzustellen. 
Wie Sie wissen, ist Druck eine intensive physikalische Größe, für deren Bezeichnung wir das Symbol p verwenden, das vom lateinischen Wort stammt Druck, dessen wörtliche Übersetzung Druck bedeutet. Es sollte auch beachtet werden, dass ein Wort wie „Druck“ derzeit auf eine Vielzahl von Bereichen menschlichen Handelns angewendet werden kann. So ist es heute beispielsweise üblich, zwischen Begriffen wie Blutdruck, Atmosphärendruck, Lichtdruck und Diffusionsdruck zu unterscheiden.
Wenn die meisten der oben genannten Begriffe nicht sehr beliebt sind und es völlig unangemessen ist, in unserem heutigen Testbericht über Blutdruck zu sprechen, dann verdient der Luftdruck etwas Ihrer Aufmerksamkeit. Sie wird mit einem Barometer gemessen und entspricht dem Gewicht der darüber liegenden Luftsäule, deren Grundfläche eine Einheit ist. Nun, wenn auf einen Körper eine solche Kraft einwirkt, dass er sich unter ihrem Einfluss letztendlich verformt, dann ist es durchaus angebracht, einen solchen Begriff als Druckkraft zu bezeichnen.
Die Rolle der Druckkraft kann jede Kraft spielen. Als solches kann das Gewicht eines Körpers verwendet werden, der den Träger problemlos verformen könnte, oder eine solche Kraft, unter deren Einfluss, bestimmter Körper drückt gegen die Oberfläche. Wie jede andere Kraft wird dieses Konzept normalerweise in Newton gemessen, was auf einen weiteren, nicht weniger wichtigen Unterschied zwischen den Konzepten hinweist, die wir heute betrachten, da der gewöhnliche Druck in Pascal gemessen wird.
Es ist auch zu beachten, dass die Rolle der Druckkraft neben der alleinigen Gewichtskraft auch jede andere elastische Kraft übernehmen kann. Übrigens, was den Druck selbst betrifft. Sie können es auf die eine oder andere Weise nur ändern, wenn Sie die Druckkraft ändern oder zumindest die Oberfläche ändern, auf die diese Kraft wirkt.
Schlussfolgerungen
Um sich vor diesem Hintergrund ein Bild davon zu machen, was vor sich geht, und um Ihnen die Möglichkeit zu geben, die Frage zu beantworten: Wie unterscheidet sich Druck von Druckkraft, möchten wir Ihnen vor diesem Hintergrund einige der wichtigsten Punkte vorstellen . Vergessen Sie nicht, dass Druck eine physikalische Größe ist, die dem Verhältnis der Druckkraft, die auf eine bestimmte Oberfläche ausgeübt wird, zur Fläche derselben Oberfläche entspricht. Dabei ist die Druckkraft die Kraft, die senkrecht auf die Oberfläche wirkt.
Unter Berücksichtigung dessen können wir das sagen Druck pro Flächeneinheit, aber die Kraft bezieht sich bereits auf die gesamte Bodenfläche, die in der modernen Physik mit dem Buchstaben N bezeichnet wird. Auch wenn wir nicht berücksichtigen, dass bei beiden Konzepten üblich ist, völlig unterschiedliche zu verwenden Maßeinheiten können wir sagen, dass diese Phänomene völlig unterschiedlich sind. Tatsächlich ist Druck eine gewöhnliche Eigenschaft, die mit Beleuchtung verglichen werden kann, während Druckkraft die direkte Wirkung ist, die durch ein solches Phänomen verursacht wird.