Паскаль заңы
Сабақтың барысы
Қысымның табиғатын күнделікті мысалдар, демонстрациялар және есептер арқылы меңгертуге бағытталған құрылым.
Негізгі идея
Күштің әсері тіреу ауданына тәуелді: аудан азайса — қысым артады, аудан өссе — қысым кемиді.
1) Ұйымдастыру бөлімі
- Оқушылармен амандасу.
- Сабаққа қатысуы мен дайындығын тексеру.
2) Үй тапсырмасын тексеру: «Кім жылдам?»
Өткен тарауды қайталау үшін сұрақтар қойылады. Қай топ ең жылдам әрі дұрыс жауап берсе, сол топқа 1 жетон беріледі.
Қайталау сұрақтары
- Заттың тығыздығы дегеніміз не?
- Күш немен сипатталады?
- Гук заңын тұжырымда.
- «Деформация» сөзі нені білдіреді?
- Күштің өлшем бірлігі қандай?
- Пластикалық деформацияға мысал келтір.
- Дененің салмағы дегеніміз не?
- Үйкеліс күші деп қандай күшті айтамыз?
- Үйкелістің неше түрі бар?
Қосымша тапсырма
«Сәйкесін тап» тапсырмасы арқылы негізгі ұғымдарды бекіту.
Бағалау
Дұрыс сәйкестендіру санына қарай жетон беріледі.
3) Жаңа сабақты түсіндіру
Күнделікті өмірде пышақ, қайшы, ине сияқты құралдарды жиі қолданамыз. Бірақ олардың «әсері» күш түскен беттің ауданына тәуелді екенін үнемі байқай бермейміз. Мысалы, матаны доғал инемен тескеннен гөрі үшкір инемен тесу оңай; өтпейтін пышақпен кесу қиын. Сондықтан құралдың кесетін бөлігінің ауданын кішірейту үшін жүзін мұқият қайраймыз.
Демонстрациялық тәжірибе: құм және үстелше
- Жіңішке төрт аяқты үстелшені төңкеріп, құмның үстіне қояды да, үстіне массасы 5 кг кір тас қояды — үстелше құмға батпауы мүмкін.
- Үстелшенің бетін жоғары қаратып, сол кір тасты үстіне қойған кезде — аяқтары құмға батып кетеді.
Қорытынды: бірдей күш әртүрлі ауданға түскенде, әсері әртүрлі болады.
Өмірлік мысал: шаңғы
Қар үстімен жүру қиын: адам әр қадам сайын қарға батады. Ал шаңғы байлаған адам жеңіл жүре алады. Екі жағдайда да қарға түсірілетін күш шамамен бірдей (адамның салмағы), бірақ шаңғының тіреу ауданы табан ауданынан әлдеқайда үлкен. Демек, әрбір шаршы сантиметрге түсетін күш азаяды.
Негізгі анықтама: қысым
Белгілі бір бетке түсетін күш әсерінің нәтижесін сипаттайтын шама қысым деп аталады. Қысым бетке перпендикуляр бағытта әсер ететін күштің осы беттің ауданына қатынасымен анықталады:
Белгілеулер
- p — қысым
- F — қысым күші (перпендикуляр)
- S — тіреу ауданы
Формула
p = F / S
Мұнда күш бетке перпендикуляр бағытта әсер етеді.
Өлшем бірліктері (ХБЖ)
гПа
100 Па (10² Па)
кПа
1000 Па (10³ Па)
МПа
1 000 000 Па (10⁶ Па)
Қысымның берілуі: қатты дене және сұйық/газ
Қатты денелердің, сұйықтардың және газдардың қасиеттері олардың құрылысына байланысты. Қатты денеде қысым, әдетте, әсер етуші күш бағыты бойынша беріледі, ал сұйықтар мен газдарда қысым барлық бағытқа бірдей таралады.
Қатты денеге мысал (кітаппен тәжірибе)
- Алақаныңды жоғары қаратып, сол қолыңды үстелге қой.
- Кітапты алақаныңа қырымен қойып, оң қолыңмен төмен бас.
- Сол қолың қысымның артқанын сезеді.
- Кітапты үстелге қойып, үстінен ақырын бас; екінші қолыңды кітаптың қырына тигізіп көр.
Бақылау: қысым бір бағытта айқын беріледі.
Сұйық/газға мысал (Паскаль шары)
Паскаль шары — бір жазықтық бойында орналасқан саңылаулары бар шар және поршеньді цилиндр. Шарға су (немесе түтін) толтырып, поршеньді басқанда, сұйық/газ барлық бағытқа бірдей шығатынын байқаймыз.
Қорытынды: қысым барлық бағытқа таралып қана қоймай, оның мәні де бірдей беріледі.
Паскаль заңы
Көптеген бақылауларға сүйене отырып, француз ғалымы Блез Паскаль мына қағиданы тұжырымдады: сұйыққа немесе газға түсірілген қысым сол ортадағы әрбір нүктеге өзгеріссіз беріледі. Бұл қағида Паскаль заңы деп аталады.
4) Бекіту: есептер шығару
Оқушылар үш топқа бөлініп, есептерді орындайды. Әр тапсырма қысым формуласы мен өлшем бірліктерін қолдануды талап етеді.
Күш тобы
- Ауданы 200 см² бетке 100 Н күш әсер етсе, қысым қандай?
- Каток тірегінің ауданы 1500 см², түсіретін қысымы 300 кПа. Катоктың салмағын тап.
Салмақ тобы
- Бетке 45 кН күш түсіріп, 2 кПа қысым алынса, аудан қандай?
- Вагон доңғалақтарының рельспен жанасу ауданы 0,001 м². Вагон массасы 30 т болса, жерге түсіретін қысым қандай?
Деформация тобы
- Шаңғышының салмағы 78 Н. Әр шаңғы: ұзындығы 1,95 м, ені 6 см. Қар бетіне түсірген қысымын тап.
- Массасы 6 т жер тегістегіш машинаның топыраққа түсіретін қысымы 3 кПа. Тіреу ауданы қандай?
Жалпы тапсырма: шығармашылық жұмыс
Динамометр және сызғыш көмегімен ағаш білеушенің үстел бетіне түсіретін қысымын анықтаңдар (күшті өлшеу, тіреу ауданын есептеу, соңында p = F / S формуласы бойынша қысымды табу).
5) Қорытындылау: «Кім алғыр?»
Бүгінгі сабақта меңгерілген ұғымдарды қысқа сұрақтар мен жылдам жауап арқылы қорытындылаймыз: қысымның анықтамасы, өлшем бірліктері, қысымның берілуі және Паскаль заңы.
6) Үй тапсырмасы
§43, §44.
7) Бағалау
Жауаптардың дұрыстығы, есеп шығару сапасы, тәжірибе орындаудағы дәлдік және топтық жұмысқа қатысу деңгейі бойынша бағаланады. Жетон саны қорытынды бағалауға ескеріледі.