Planning and conducting observations or experiments and inference based on their results.
V. Matter's properties. Student: 5) uses Pascal’s law, according to which the increase in external pressurepressurepressure causes the same pressure increase in the entire volume of liquid or gas.
1. Provide a pressurepressurepressure definition, 2. Enter the pressure unit, 3. Is the pressure in the tube of the bicycle wheel in each point of the inner tube the same? 4. Are molecules in liquids and gases in motion or at rest?
Answer:
1. Pressure is the ratio of the force to the surface area on which this force acts. The force is perpendicular to the surface. 2. The unit of pressure is PascalpascalPascal. 3. It is the same at every point of the bicycle wheel tube. 4. The particles are in motion in liquids and gases. The movement of particles is chaotic. Interactions between particles in liquids are stronger than in gases.
Follow the demonstration of the experiment carried out by the teacher.
Experiment demonstration:
Research problem: Is the pressurepressurepressure caused by the external force the same in the entire volume of the liquid?
Hypothesis: If we exert pressure on the liquid or gas from the outside, it will create in the liquid or gas an additional pressure equal in the entire volume of this liquid or gas.
Requisites:
- a syringe with a thick needle; - needle or pin; - water; - ping‑pong ball.
Course of experiment:
1. Using a pin, make holes in the ball - evenly over its entire surface. 2. Fill the syringe with water. 3. Pierce the surface of the ball with the needle and push it in quite deeply. 4. Fill the ball with water from the syringe. If there is not enough water in the syringe, disconnect it from the needle, fill with water again, connect it with the needle and fill the ball until it is full. 5. When the ball and syringe are filled with water, press the plunger of the syringe. 6. Observe the water jets squirting from the holes on the surface of the ball.
Observation: We see that from every hole in the ball the water squirts in the same way.
Pascal's law: If we exert pressurepressurepressure on the liquid or gas from the outside, it will create in the liquid or gas an additional pressure equal in the entire volume of this liquid or gas.
Task 3
See the presented model of the device:
[Illustration 2]
Task 4
Answer the questions:
a) How will the bigger piston behave if we press a smaller piston with our hand? b) Is the pressure in both arms of the vessel the same? c) Is Pascal's law illustrated in the presented model?
Answers:
a) The larger plunger will move up. b) The pressure in these arms is the same. c) Pascal's law is illustrated in this model
Task 5
Look at the picture:
[Illustration 3]
– the force that acts on the smaller pistonpistonpiston, – the force that acts on the larger piston, SIndeks dolny 11 – the area of the smaller piston, SIndeks dolny 22 – the area of the larger piston, p – the pressure inside the liquid pIndeks dolny 11 - pressure exerted by the smaller piston pIndeks dolny 22 - pressure exerted by the smaller piston
If the force acts on the liquid or gas from outside, it will create in the liquid or gas an additional pressurepressurepressure equal in the entire volume of this liquid or gas. We say that the external pressure exerted on the liquid spreads equally in all directions. This law was formulated by Blaise Pascal and is named Pascal's law after his name.
Pascal's law has been widely used, among others in the design of presses, car jacks, pumps and hydraulic braking systems.
The principle of operation of the hydraulic press uses Pascal's law. The task of the press is to multiply the external force and use it to do the work.
The magnitude of the force obtained by means of the press is as many times greater than the force acting externally on the pistonpistonpiston, as many times the surface SIndeks dolny 22 of the larger piston is larger than the surface SIndeks dolny 11 of the smaller piston:
Selected words and expressions used in the lesson plan
Siła z jaką naciskamy na tłok strzykawki, wytwarza takie samo ciśnienie w całej objętości cieczy. Z każdego otworu piłeczki (położonego na dole, z boku, u góry) woda tryska tak samo. Pokazuje to, że ciśnienie, wywołane naciskaniem tłoka jest takie samo w każdym z otworów niezależnie od tego czy otwór jest na dole, z boku czy u góry piłeczki.
Zapoznaj się z praktycznym wykorzystaniem prawa Pascala w praktyce przemysłowej, pokaz slajdów „Prasa hydrauliczna - tłoczenie blachy samochodowej” i w życiu codziennym w odniesieniu do działania samochodów, pokaz slajdów „Prawo Pascala w zastosowaniu do hamulców hydraulicznych”.
m288f92b46c4b82cf_1528449000663_0
Prawo Pascala
m288f92b46c4b82cf_1528449084556_0
Drugi
m288f92b46c4b82cf_1528449076687_0
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników. Uczeń:
V. 5) Posługuje się prawem Pascala, zgodnie z którym zwiększenie ciśnienia zewnętrznego powoduje jednakowy przyrost ciśnienia w całej objętości cieczy lub gazu.
m288f92b46c4b82cf_1528449068082_0
45 minut
m288f92b46c4b82cf_1528449523725_0
Zna treść prawa Pascala.
m288f92b46c4b82cf_1528449552113_0
1. Podanie treści prawa Pascala.
2. Określanie sposobu zastosowania prawa Pascala.
m288f92b46c4b82cf_1528450430307_0
Uczeń:
- podaje treść prawa Pascala,
- podaje przykłady urządzeń w których zastosowano prawo Pascala.
m288f92b46c4b82cf_1528449534267_0
1. Uczenie się przez obserwację.
2. Współpraca między uczniami i nauczycielem.
m288f92b46c4b82cf_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca z całą klasą.
m288f92b46c4b82cf_1528450135461_0
m288f92b46c4b82cf_1528450127855_0
Polecenie 1
Odpowiedz na pytania:
1. Podaj definicję ciśnienia. 2. Podaj jednostkę ciśnienia. 3. Czy ciśnienie panujące w dętce koła rowerowego w każdym punkcje tej dętki jest takie samo? 4. Czy cząsteczki w cieczach i gazach są w ruchu czy w spoczynku?
Odpowiedź:
1. Ciśnienie jest to stosunek działającej siły nacisku do pola powierzchni, na którą ta siła działa. Siłę nacisku nazywamy parciem. 2. Jednostką ciśnienia jest paskal. 3. Jest takie samo w każdym punkcie dętki koła roweru. 4. W cieczach i gazach cząsteczki są w ruchu. Ruch cząsteczek jest chaotyczny Oddziaływania między cząsteczkami w cieczach są silniejsze niż w gazach.
m288f92b46c4b82cf_1528446435040_0
Polecenie 2
Obserwuj pokaz doświadczenia przeprowadzonego przez nauczyciela
Doświadczenie pokazowe:
Problem badawczy: Czy ciśnienie wywołane siłą zewnętrzną jest takie samo w całej objętości cieczy?
Hipoteza: Jeżeli na ciecz lub gaz będziemy wywierać parcie z zewnątrz, to wytworzy ono w cieczy lub gazie dodatkowe ciśnienie jednakowe w całej objętości tej cieczy lub gazu.
Pomoce:
- strzykawka z grubą igłą; - igła lub szpilka; - woda; - piłeczka pingpongowa.
Przebieg:
1. Za pomocą szpilki wykonaj otwory w piłeczce – równomiernie na całej jej powierzchni. 2. Nabierz wodę do strzykawki. 3. Przebij powierzchnię piłeczki igłą i wsuń ją dość głęboko. 4. Napełnij piłeczkę wodą ze strzykawki. Jeśli wody w strzykawce nie wystarczy, odłącz ją od igły, nabierz do niej ponownie wodę, połącz z igłą i napełniaj piłeczkę, aż ta będzie pełna. 5. Gdy piłeczka i strzykawka zostaną wypełnione wodą, naciśnij tłok strzykawki. 6. Obserwuj strumienie wody tryskające z otworów na powierzchni piłeczki.
Obserwacja:
Widzimy, że z każdego otworka w piłeczce woda tryska tak samo.
[Ilustracja 1]
Wniosek: Siła z jaką naciskamy na tłok strzykawki, wytwarza takie samo ciśnienie w całej objętości cieczy. Z każdego otworu piłeczki (położonego na dole, z boku, u góry) woda tryska tak samo. Pokazuje to, że ciśnienie wywołane naciskaniem tłoka jest takie samo w każdym z otworów niezależnie od tego czy otwór jest na dole, z boku czy u góry piłeczki.
Treść prawa Pascala: Jeżeli na ciecz lub gaz będziemy wywierać parcie z zewnątrz, to wytworzy ono w cieczy lub gazie dodatkowe ciśnienie jednakowe w całej objętości tej cieczy lub tego gazu.
Polecenie 3
Obejrzyj przedstawiony model urządzenia.
[Ilustracja 2]
Polecenie 4
Odpowiedz na pytania:
a) Jak zachowa się większy z tłoków, jeżeli będziemy naciskać ręką mniejszy tłok? b) Czy ciśnienie panujące w obu ramionach naczynia jest takie samo? c) Czy w przedstawionym modelu mamy do czynienia z prawem Pascala?
Odpowiedzi:
a) Większy tłok przemieści się do góry. b) Ciśnienie panujące w tych ramionach jest takie samo. c) W modelu tym mamy do czynienia z prawem Pascala.
Polecenie 5
Obejrzyj rysunek:
[Ilustracja 3]
– siła parcia działająca na mniejszy tłok, – siła parcia działająca na większy tłok, SIndeks dolny 11 – pole powierzchni mniejszego tłoka, SIndeks dolny 22 – pole powierzchni większego tłoka, p – pole powierzchni większego tłoka pIndeks dolny 11 - ciśnienie wywierane przez mniejszy tłok pIndeks dolny 22 - ciśnienie wywierane przez ciecz na większy tłok
Polecenie 6
Zapoznaj się z praktycznym wykorzystaniem prawa Pascala w praktyce przemysłowej, pokaz slajdów „Prasa hydrauliczna- tłoczenie blachy samochodowej” i w życiu codziennym w odniesieniu do działania samochodów, pokaz slajdów „Prawo Pascala w zastosowaniu do hamulców hydraulicznych”.
[Slideshow 1]
[Slideshow 2]
m288f92b46c4b82cf_1528450119332_0
Jeżeli na ciecz lub gaz będziemy wywierać parcie z zewnątrz, to wytworzy ono w cieczy lub gazie dodatkowe ciśnienie jednakowe w całej objętości tej cieczy lub tego gazu. Mówimy, że ciśnienie zewnętrzne wywierane na ciecz rozchodzi się we wszystkich kierunkach jednakowo. Prawo to sformułował Blaise Pascal i od jego nazwiska nosi nazwę prawa Pascala.
Prawo Pascala znalazło szerokie zastosowanie m.in. w konstrukcji pras, podnośników, pomp i hydraulicznych układów hamulcowych.
Zasada działania prasy hydraulicznej wykorzystuje prawo Pascala. Zadaniem prasy jest zwielokrotnienie zewnętrznej siły nacisku i wykorzystanie jej do wykonania pracy.
Wartość siły uzyskanej za pomocą prasy jest tyle razy większa od siły działającej z zewnątrz na tłok, ile razy powierzchnia SIndeks dolny 22 większego tłoka jest większa od powierzchni SIndeks dolny 11 mniejszego tłoka.