Презентация по физике "Гидростатический парадокс" (физика, 7 класс)

Гидростатический  Гидростатический  парадокс парадокс Смирнова С.Г. Смирнова С.Г. учитель физики учитель физики МОУ «Луховский лицей» МОУ «Луховский лицей»

На рисунке изображены три сосуда   На рисунке изображены три сосуда  различной формы с одинаковыми  различной формы с одинаковыми  площадями их доньев, но с различными  площадями их доньев, но с различными  диаметрами верхних частей. Очевидно, что  диаметрами верхних частей. Очевидно, что  если в сосуды до одного и того же уровня  если в сосуды до одного и того же уровня  налить какой­либо жидкости, то в левом  налить какой­либо жидкости, то в левом  сосуде масса жидкости будет наименьшей, а  сосуде масса жидкости будет наименьшей, а  в правом сосуде – наибольшей. Взгляните на  в правом сосуде – наибольшей. Взгляните на  рисунок: рисунок:

1 опыт

На первый взгляд кажется, что и давление   На первый взгляд кажется, что и давление  на дно левого сосуда будет наименьшим, а  на дно левого сосуда будет наименьшим, а  на дно правого – наибольшим. Но это –  на дно правого – наибольшим. Но это –  предположение, и его нужно проверить  предположение, и его нужно проверить  опытом. Заменим прочные донья сосудов на  опытом. Заменим прочные донья сосудов на  резиновые плёнки и посмотрим, насколько  резиновые плёнки и посмотрим, насколько  сильно они растягиваются. Взгляните на  сильно они растягиваются. Взгляните на  второй рисунок: второй рисунок:

2 опыт

Мы видим, что резиновые плёнки,   Мы видим, что резиновые плёнки,  являющиеся теперь доньями сосудов,  являющиеся теперь доньями сосудов,  прогибаются. При этом их движения  прогибаются. При этом их движения  передаются стрелкам. Опыт показывает, что  передаются стрелкам. Опыт показывает, что  при одинаковых высотах столбов воды в  при одинаковых высотах столбов воды в  сосудах стрелки отклоняются на равное  сосудах стрелки отклоняются на равное  число делений шкалы. Из опыта следует  число делений шкалы. Из опыта следует  вывод: сила давления жидкости на дно  сила давления жидкости на дно  вывод:  сосуда не зависит от его формы! сосуда не зависит от его формы!

Мы столкнулись с парадоксом (от греч. «парадоксос»   Мы столкнулись с парадоксом (от греч. «парадоксос»  – неожиданный, странный). Более точно он  – неожиданный, странный). Более точно он  называется гидростатическим парадоксом гидростатическим парадоксом(от греч.  (от греч.  называется  «гидор» – вода, жидкость и «статос» – неподвижный).  «гидор» – вода, жидкость и «статос» – неподвижный).  Его физический смысл в том, что вес налитой в сосуд  Его физический смысл в том, что вес налитой в сосуд  жидкости отличается от силы давления на дно (для  жидкости отличается от силы давления на дно (для  левого и правого сосудов). левого и правого сосудов). Как же выйти из сложившегося затруднительного   Как же выйти из сложившегося затруднительного  положения? То есть как «примирить» наше  положения? То есть как «примирить» наше  предположение про массу (вес) и результат опыта? предположение про массу (вес) и результат опыта?

Давление на дно каждого сосуда можно рассчитать по   Давление на дно каждого сосуда можно рассчитать по  формуле pp==ρρgh.gh.Если в сосуды налита одна и та же  Если в сосуды налита одна и та же  формуле  жидкость, то давления будут одинаковы, так как  жидкость, то давления будут одинаковы, так как  одинаковы высоты столбов жидкости. одинаковы высоты столбов жидкости. Силу, с которой жидкость давит на дно каждого   Силу, с которой жидкость давит на дно каждого  сосуда, можно рассчитать по формуле F = pS.  сосуда, можно рассчитать по формуле F = pS.  Подставляя первую формулу во вторую, мы получим:  Подставляя первую формулу во вторую, мы получим:  FF  ==ρρghS. ghS.. Все величины, стоящие в правой части  . Все величины, стоящие в правой части  этого равенства, одинаковы для всех трёх сосудов.  этого равенства, одинаковы для всех трёх сосудов.  Следовательно, будут равны и силы, действующие на  Следовательно, будут равны и силы, действующие на  донья всех трёх сосудов. донья всех трёх сосудов.

Как видим, в последней формуле Как видим, в последней формуле   FF  ==ρρghSghS нет ни массы, ни веса жидкости.  нет ни массы, ни веса жидкости.  Следовательно, силы давления на донья  Следовательно, силы давления на донья  сосудов не зависят от названных величин. В  сосудов не зависят от названных величин. В  этом и состоит разгадка – мы изначально  мы изначально  этом и состоит разгадка –  сделали неверное предположение, которое  которое  сделали неверное предположение,  не подтверждается опытом и рассуждениями. не подтверждается опытом и рассуждениями.

Блез Паскаль (1623-1662)

Блез Паскаль приходит к открытию Блез Паскаль приходит к открытию закона, получившего его имя. закона, получившего его имя. Закон Паскаля: Закон Паскаля: "Давление, приложенное к поверхности жидкости, передается каждой ее частице без изменения своей первоначальной величины".

Вывод: Вывод: Гидростатический парадокс  Гидростатический парадокс  Заключается в том, что  Заключается в том, что  малая масса жидкости в  малая масса жидкости в  дополнительной трубке  дополнительной трубке  оказывает решающее  оказывает решающее  влияние на общую силу  влияние на общую силу  давления, испытываемую  давления, испытываемую  дном сосуда .  дном сосуда .