Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał Wydrukuj

Wstęp

Gdy pompujesz opony w rowerze lub gdy słuchasz prognozy pogody w telewizji, jesteś poddany działaniu pewnej wielkości fizycznej. Czegokolwiek byś nie robił, powietrze wywiera na ciebie ciśnienie atmosferyczne.Ciśnienie atmosferyczneciśnienie atmosferyczne.

Gdy pływasz i nurkujesz również jesteś poddany działaniu ciśnieniaCiśnienieciśnienia, ale ciśnienia hydrostatycznegoCiśnienia hydrostatycznegociśnienia hydrostatycznego wywieranego przez wodę.

Czym właściwie jest ciśnienie?

Ciśnienie to wielkość fizyczna określająca, jaka siła działa na jednostkę powierzchni. Podstawową jednostką ciśnienia jest paskalPaskalpaskal.

Wartość ciśnienia atmosferycznego to iloraz wartościsiły naciskuSiła naciskusiły nacisku i pola powierzchni, na którą działa siła.

Ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie wywierane przez ciecz w stanie spoczynku na ciało. Wartość ciśnienia hydrostatycznego to iloczyn gęstości cieczy, przyspieszenia ziemskiego i wysokości słupa cieczy.

Jaką rolę odgrywa ciśnienie atmosferyczne i hydrostatyczne w życiu codziennym?

R1cySWS2VrN5y1
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Nauczysz się
  1. jaka jest zależność ciśnienia hydrostatycznego od wysokości słupa cieczy;

  2. rozwiązywać proste zadania rachunkowe z zastosowaniem wzoru opisującego ciśnienie.

1

Cele edukacyjne zgodne z etapem kształcenia

  1. wyjaśnia pojęcie ciśnienia;

  2. posługuje się jednostkami ciśnienia;

  3. opisuje rolę, jaką ciśnienie odgrywa w życiu codziennym i w przyrodzie;

  4. wymienia nazwy przyrządów do pomiaru ciśnienia.

m8f190e1676735b6a_1502093859156_0

JAKIE CIŚNIENIE WYWIERASZ? - audiobook

Rozdziały audiobooka:

  1. Większe czy mniejsze ciśnienie?

  2. Ciśnienie na co dzień

  3. Podsumowanie

1
Uwaga!

Notatka dla prowadzącego:

Przed rozpoczęciem pracy z audiobookiem, możesz skorzystać z przygotowanego scenariusza lekcji, który pokazuje, jak wdrożyć materiały multimedialne w tok lekcji.

R1cOOOjOXQjlV1
W prostokątnym polu znajduje się strzałka skierowana w dół (symbol pobierania pliku) i napis „Pobierz załącznik”. Jest to przycisk pozwalający na wyświetlenie, pobranie i zapisanie pliku zawierającego scenariusz lekcji.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Wskazówka

Dlaczego grzęźniemy w śniegu?

RXPdQ3Uh1qrJv1
Na ekranie pokazany jest panel sterowania z aktywnymi klawiszami do odtwarzania zawartości audiobooka. W części górnej części znajdują się trzy klawisze. Pierwszy od lewej „Widok” umożliwia przełączenie między odtwarzaczem dźwiękowym audiobooka oznaczonym jako „Odtwarzacz” na liście wyboru a podglądem treści audiobooka oznaczonym jako „Tekst”. Odtwarzacz dźwiękowy oznaczony jako „Odtwarzacz” przedstawia żółty pasek, na którym podczas odtwarzania pojawia się tekst. Widok „Tekst” prezentuje pełny tekst pojawiający się w nagraniu. Widok „Dynamiczny” stanowi połączenie widoku „Odtwarzacz” i „Tekst". Klawisz środkowy „Książka” umożliwia nawigację po treści audiobooka. Klawisz trzeci od lewej „Więcej” – zawiera informacje o programie. Poniżej oddzielony linią znajduje się panel sterowania odtwarzacza nagrania. Poniżej panelu sterowania znajduje się żółty pasek, na którym w trakcie odtwarzania pokazywany jest tekst nagrania.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 1

Czy z butelki będzie wylewać się woda, gdy po zasłonięciu jej wylotu obrócimy ją do góry dnem, a jej szyjkę zanurzymy w wodzie? Odpowiedź uzasadnij.

Polecenie 2

W jakich sytuacjach życia codziennego znalazło zastosowanie Prawo PascalaPrawo PascalaPrawo Pascala?

Polecenie 3

Czy człowiek może wywierać większe ciśnienie na podłoże niż słoń? Odpowiedź uzasadnij.

1

Przykładowe rozwiązania do poleceń:

Polecenie 1.

Z butelki nie będzie się wylewać woda, ponieważ tworzy się podciśnienie i woda będzie nadal w butelce.

Polecenie 2.

  1. pompowanie materaca, balonu, dętki,

  2. działanie układu hamulcowego w pojazdach,

  3. działanie urządzeń hydraulicznych (układ hamulcowy,prasa hydrauliczna),

  4. podnośnik hydrauliczny,

  5. hamulce pneumatyczne.

Polecenie 3.

Rozwiązanie:
Jest to możliwe, gdy weźmiemy np. kobietę stojącą w butach na obcasach, wówczas powierzchnia obcasa kobiety jest mniejsza od powierzchni stopy słonia i dlatego wywiera ona większe ciśnienie.

Obliczenie ciśnienia wywieranego przez kobietę w butach na obcasach:

Powierzchnia jednego obcasa S= 1cm², czyli dwóch butów na obcasie S = 2cm² = 0,0002 m²

Średnia masa kobiety to około 60 kg, czyli siła jaką naciska na podłoże:
F = m · g = 60 kg · 10 Nkg = 600 N.

Obliczenie ciśnienia: p = FS

p = 600 N0,0002 m2 = 3 000 000 Pa – ciśnienie wywierane przez kobietę w butach na obcasie.

Obliczenie ciśnienia wywieranego przez słonia na podłoże:

Powierzchnia jednej nogi słonia S = 0,1 m², czyli czterech nóg słonia wynosi:
S= 0,1 m² · 4 = 0,4 m²

Średnia masa słonia to około 5 t, czyli m = 5 t = 5000 kg,

Siła jaką słoń naciska na podłoże F = m · g = 5000 kg · 10 Nkg = 50 000 N.

Obliczenie ciśnienia: p = FS

p = 50000 N0,4 m2= 125 000 Pa

Z powyższych obliczeń wynika, że jest możliwe, aby człowiek mógł wywierać większe ciśnienie na podłoże niż słoń.

m8f190e1676735b6a_1502093867461_0

Podsumowanie

Praca domowa
Polecenie 4.1

Zadanie 1

Jakie jest parcie atmosfery na dach samochodu o wymiarach 4500 cm x 2200 cm, gdy wskazanie barometru pokazuje 1050 hPa?

RIkJ0zkARC8gB1
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RNIiC5h9N1RlJ1
W prostokątnym polu jest strzałka skierowana w dół (symbol pobierania pliku) i napis „Pobierz załącznik”. Jest to przycisk pozwalający na pobranie pliku zawierającego pracę domową na lokalny komputer.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Zadanie 2

Na jakiej głębokości pływa ryba skoro panuje tam ciśnienie 50 kPa?

R1ZKWB8Li6myG1
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1AbK0A7odGpl1
W prostokątnym polu jest strzałka skierowana w dół (symbol pobierania pliku) i napis „Pobierz załącznik”. Jest to przycisk pozwalający na pobranie pliku zawierającego pracę domową na lokalny komputer.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Zadanie 3

Narciarz stoi na nartach. Jedna narta ma powierzchnię 0,5 m² i wywiera na śnieg nacisk o sile 200 N. Oblicz ciśnienie wywierane przez narciarza.

R5fgeTpcTe7Ud1
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RLZkaiQp1ccJQ1
W prostokątnym polu jest strzałka skierowana w dół (symbol pobierania pliku) i napis „Pobierz załącznik”. Jest to przycisk pozwalający na pobranie pliku zawierającego pracę domową na lokalny komputer.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
1

Przykładowe rozwiązania pracy domowej:

Zadanie 1.

Rozwiązanie:

a = 4500 cm = 45 m

b = 2200 cm = 22 m

p = 1050 hPa = 105 000 Pa

S = a · b = 45 m · 22 m = 990 m²

F = p · S = 105 000 Pa · 990 m² = 103 950 000 N= 103 950 kN

Zadanie 2.

Rozwiązanie:

p = 50 kPa = 50 000 Pa

d= 1000 kgm3

g = 10 Nkg

p = d · g · h

h = pd · g = 5000010 · 1000 = 5 m

Zadanie 3.

Rozwiązanie:

S = 0,5 m² · 2 = 1 m²

F = 200 N

p = FS = 200 Nm2 = 200 Pa

m8f190e1676735b6a_1503905579466_0

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1
ROpDx5JGNY1bX1
Na ekranie pokazane jest w ramce Zadanie 1. Zatytułowane jest „Jednostki w Układzie SI.”. Pod tytułem podane jest polecenie, które brzmi: ”Połącz informacje z dwóch kolumn, tak aby utworzyły twierdzenia zgodne z prawdą.”. Poniżej polecenia w dwóch kolumnach umieszczono osiem okienek , po cztery w każdej kolumnie. Wewnątrz okienek znajdują się różne informacje. Należy połączyć informacje w okienkach w prawej kolumnie z odpowiadającymi im informacjami w okienkach w lewej kolumnie. W prawym dolnym rogu zadania umieszczony jest klawisz ”Sprawdź” służący sprawdzeniu poprawności wykonania zadania.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
RvBBi1uNykxUy1
W ramce pokazane jest zadanie 2. Należy obliczyć ciśnienie jakie wywiera na podłoże skrzynka drewniana o podanych wymiarach i masie. Poniżej danych pokazana jest treść odpowiedzi, w której są dwa puste okienka. Do tych okienek należy wpisać obliczoną wartość ciśnienia mierzoną w Pa i kPa. W prawym dolnym rogu zadania umieszczony jest klawisz ”Sprawdź” służący sprawdzeniu poprawności wykonania zadania.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R1GzKWf6WfZ9I1
Na ekranie pokazane jest w ramce Zadanie 2. Zatytułowane jest „Ciśnienie hydrostatyczne zależy od…”. Pod tytułem podane jest polecenie, które brzmi: ”Oceń prawdziwość poniższych informacji.”. Poniżej polecenia w pięciu wierszach zamieszczone zostały informacje dotyczące ciścnienia hydrostatycznego. Należy określić czy podana informacja jest prawdziwa wybierając i zaznaczając odpowiedni przycisk umieszczony z prawej strony : „Prawda” lub „Fałsz”. W prawym dolnym rogu zadania umieszczony jest klawisz ”Sprawdź” służący sprawdzeniu poprawności wykonania zadania.
Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
m8f190e1676735b6a_1504512131377_0

Słowniczek

Aneroid
Aneroid

najczęściej stosowany barometr metalowy do pomiaru ciśnienia atmosferycznego.

Barometr
Barometr

przyrząd do pomiaru ciśnienia atmosferycznego.

Ciśnienie
Ciśnienie

wielkość informująca o wartości siły nacisku na jednostkę powierzchni. Oznaczamy ją symbolem p i obliczamy ze wzoru p=FS.

Ciśnienie atmosferyczne
Ciśnienie atmosferyczne

ciśnienie wywierane przez warstwę atmosfery wokółziemskiej na wszystkie ciała znajdujące się na Ziemi.

Ciśnienie hydrostatyczne
Ciśnienie hydrostatyczne

ciśnienie wywierane przez słup cieczy na każde ciało zanurzone częściowo lub całkowicie w cieczy pod wpływem grawitacji. Ciśnienie hydrostatyczne zależy od gęstości cieczy i wysokości słupa cieczy, a nie zależy od ilości cieczy w naczyniu i jego kształtu. p = d · g · h

Parcie
Parcie

siła nacisku na daną jednostkę powierzchni.

Paskal
Paskal

podstawowa jednostka ciśnienia. 1 Pa to ciśnienie jakie wywiera siła 1N na powierzchnię 1m². Jednostki pochodne to:
1 hektopaskal, 1hPa = 100 Pa,
1 kilopaskal, 1kPa = 1000 Pa,
1 megapaskal, 1 MPa = 1000000 Pa.

Prawo Pascala
Prawo Pascala

jeśli na zamkniętą w zbiorniku ciecz lub gaz działamy siłą, to wytworzone w ten sposób dodatkowe ciśnienie jest jednakowe w całej objętości tej cieczy lub gazu. [źródło: Zamkom]

Siła nacisku
Siła nacisku

zwana jest parciem, jest zawsze prostopadła do powierzchni, na którą działa.