Исследовательская работа - давление

Значение давления в жизни человека

Выполнил:

Ученик 7 «а» класса

Гаврилов Данил

Руководитель:

Учитель физики

Сергеева В.В.

Содержание:

Введение .

Актуальность.

Цель.

Задачи.

Понятие давления.

Давление и сила давления

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

Введение:

Мне очень нравится ходить на прогулки в зимний лес. 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.

Актуальность:

На уроках физики мы изучили давление и нам стало интересно, какую роль играет давление в жизни человека.

Цель нашей работы :

Исследование практического применения давления в жизни человека и живой природы.

Новизна данной работы: расчёт давления экспериментальным путём.

ЗАДАЧИ:

1. Изучить понятие давления с физической точки зрения.

2. Знакомство 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.
• давление человека в различных ситуациях;
• давление жидкости на дно сосудов;
• давление твёрдого тела на опору.

Понятие давления.

Давление и сила давления

Давлением 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.

Чтобы уменьшить давление, достаточно увеличить площадь, на которую действует сила. 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.

Давление на глубине

Водолаз в лёгком снаряжении может погрузиться в воду 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

Исследование №1

Цель эксперимента: убедиться что давление на снег на лыжах меньше, чем без них.

Процесс исследования

Для того, чтобы рассчитать давление человека, которое он оказывает,

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

• 2*S

P1= 600 =4688Па

2*0,064

Теперь рассчитаем давление, которое я оказываю, стоя на 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

S2 в 3,3 раза. Вывод: Во сколько раз увеличиваем площадь опоры, во столько же раз уменьшается давление, которое мы создаем на опору." width="640"

В результате полученных вычислений выяснили – давление на лыжах равно 4688, а давление без лыж на опору 15385 Па.

Р1

В результате полученных вычислений площадь лыж равна 0,128м², а площадь подошвы равна 0,039 м².

S1S2 в 3,3 раза.

Вывод:

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

Исследование №2

Цель эксперимента: рассчитать как меняется давление сумки на плечи

Процесс исследования

Нам необходимо это сделать для того, чтобы 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

S2 (0,001м²) Нужно покупать сумки с более широкими лямками во избежание боли в шеи и плечах." width="640"

Вывод:

Рассмотрев зависимость давления от площади опоры, приходим к выводу: во сколько раз увеличиваем площадь опоры, во столько же раз уменьшается давление, которое мы создаем на опору.

P1 (20 кПа)

S1 (0,005м²) S2 (0,001м²)

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

Исследование №3

Цель эксперимента: рассчитать давление жидкости в сосудах разной формы

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)

P1 (900 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.

Давление в природе и технике

Атмосферное давление в живой природе

Д ревесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создаётся разряжение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.

Слон использует атмосферное давление всякий раз, 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.

Засасывающее действие болота объясняется тем, что 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.

Использование давления в жизни

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

Искусственное понижение или повышение атмосферного давления в специальных помещениях – барокамерах – используют в лечебных целях. Одним из методов баротерапии (греч. «терапия» - лечение) является постановка стеклянных медицинских банок в домашних условиях.

Интересные факты

Почему на простом табурете сидеть жестко, в то 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.

Как мы пьём?

Неужели и над этим можно задуматься? Конечно. 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 .

Выводы:

В ходе выполненной работы я узнал понятие «Давления» с 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;
• давление человека в различных ситуациях; давление жидкости на дно сосудов; давление твёрдого тела на опору;
• давление человека в различных ситуациях;
• давление жидкости на дно сосудов;
• давление твёрдого тела на опору;

В результате исследований были получены следующие выводы:

• В результате исследований были получены следующие выводы:
• 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 .

Список литературы:

1. Перышкин А.В. Физика. – М.: Дрофа, 2010

2. Семке 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.

Спасибо за внимание!