презентация - Сосновская школа

Возможности
использования
воздушных шаров для
постановки физических
экспериментов
Фирсина Елена, ученица 7 класса
МОУ «Сосновская СОШ»
Таврического района Омской области
Цель моей работы: объяснить поведение
воздушных шаров в физических
экспериментах с точки зрения
физических законов.
Для достижения этой цели я ставлю следующие
задачи:
Поставить опыты с использованием воздушных
шариков.
Зафиксировать наблюдаемые явления.
Найти в различных источниках информацию,
позволяющую объяснить наблюдаемые явления.
Методы: наблюдение, постановка эксперимента,
описание, поиск информации в разных источниках.
• Объяснение: внутри шара находится
воздух, он легче воды. В воде на
шар действует сила Архимеда,
направленная вверх, она-то и
выталкивает его, когда я убираю
руки.
• Объяснение: в этих местах резина
не натянута, нарушение
целостности оболочки не
сопровождается разрывам. С боков
удержать оболочку от разрыва
помогает скотч. Отверстие от иголки
маленькое и шарик сдувается
незаметно.
• Объяснение: из-за большого количества
остриёв, с которыми соприкасается
шарик, давление на оболочку шарика
оказывается незначительным, допустим
для тонкой резины. Воздушный шарик на
гвоздях выдерживает 60Н (груз массой 6
кг)!
• Объяснение: вода обладает плохой
теплопроводностью и всё тепло,
получаемое от пламени, идёт на
нагревание воды. Температура оболочки,
пока в ней есть вода, не будет
подниматься выше 100 С, что ниже
температуры возгорания резины.
• Объяснение: объём воздуха внутри бутылки оказывается
изолированным. При оттягивании плёнки этот объём
увеличивается, давление уменьшается и становится
меньше атмосферного. Шарик внутри бутылки надувается
атмосферным воздухом. При надавливании на плёнку
объём воздуха в бутылке уменьшается, давление
становится больше атмосферного, шарик сдувается. Так
же работают и наши лёгкие. Резиновая плёнка имитирует
диафрагму, воздушный шарик – лёгкие. Резиновая плёнка
диафрагма опускается – вдох, поднимается – выдох.
3
1
2
• Объяснение: горячая вода нагревает банку, а
банка нагревает воздух. Плотность горячего
воздуха меньше плотности холодного. Когда на
горловине оказывается шарик, банка и воздух в
ней начинают остывать. Воздух в банке быстро
остывает, его плотность увеличивается, объём
уменьшается – шарик втягивается в банку.
.
• Объяснение: воздух внутри шарика под
воздействием горячей воды нагревается и
при этом расширяется, растягивая
оболочку.
• Объяснение: многие считают, что раз
масса воздуха больше в шарике большого
размера, то этот шарик будет сдуваться и
надувать маленький шарик. Но такое
рассуждение ошибочно. Причина
наблюдаемого явления в давлении внутри
шарика. Давление газа зависит от
кривизны поверхности, т.е. от радиуса
сферы: чем меньше радиус, тем больше
давление.(Вспомним сообщающиеся
сосуды - вода перетекает не из того
сосуда, где меньше воды, а из того, где
давление больше.)
• Объяснение: один из основных законов
гидро- и аэродинамики – закон Бернулли:
чем выше скорость воздушного потока,
тем меньше в нём давление. Из закона
Бернулли следует, что давление в струе
воздуха ниже чем атмосферное. Сила
атмосферного давления с боков сблизит
шарики.
• Объяснение: давление воздуха в струе из
фена ниже атмосферного, поэтому шарик
находится в своеобразном воздушном
коридоре, стены которого состоят из
воздуха с атмосферным давлением. Это
заставляет шарик держаться в области
пониженного давления.
• Объяснение: при натирании шарика о
голову электроны переходят с волос на
резиновую оболочку шарика. Шарик
заряжается отрицательно, волосы
положительно. Разноимённо заряженные
тела притягиваются, поэтому волосы
тянутся к шарику.
1
2
• Объяснение: шарики, потёртые о
голову, заряжаются зарядом одного
знака, а потёртые друг о друга –
зарядами разного знака.
Одноимённо заряженные тела
притягиваются, разноимённо
заряженные – отталкиваются.
• Объяснение: поваренная соль – полярный
диэлектрик. Под действием электрического поля
наэлектризованного шарика происходит
смещение положительных и отрицательных
связанных зарядов молекул в противоположные
стороны. Со стороны заряженного шарика в
кристалле соли всегда образуется
противоположный по знаку заряд. Кристаллики
соли притягиваются к шарику, пристраиваясь
один к другому.
• Объяснение: фантики покрыты фольгой и
электризуются в поле шарика, но при
этом остаются нейтральными. Блестки
притягиваются к шарику, подпрыгивают,
при касании заряжаются и отскакивают
как одноименно заряженные.
• Объяснение: реактивное движение –
движение тела, обусловленное отделением
от него с некоторой скоростью какой-то
его части. Воздух начинает выходить из
оболочки шарика с большой скоростью –
возникает реактивная сила, толкающая
шарик в противоположную сторону.
Вывод:
На воздушных шариках можно изучать законы
давления тел и газов, тепловое расширение (сжатие),
давление газов, плотность жидкостей и газов, закон
Архимеда; можно даже сконструировать приборы для
измерения и исследования физических процессов.
Опыты, проведенные мной, доказывают, что
шарик – отличное пособие для изучения физических
явлений и законов. Использовать мою работу можно
в школе, в 7 классе, при изучении разделов
«Первоначальные сведения о строении вещества»,
«Давление твердых тел, жидкостей и газов», в 8 классе
- раздела «Электризация» и «Тепловые явления», в 9
классе – «Реактивное движение».
Очевидно, что моя работа способствует
формированию неподдельного интереса к изучению
физики.