Движение жидкостей и газов. Закон Бернулли

План урока в 10 кл. по теме «Движение жидкостей и газов»
Тема: Движение жидкостей и газов. Закон Бернулли.
Цель урока: 1.Показать особенности ламинарного течения жидкостей и

газов.

2. Развивать умения учащихся применять закон сохранения механической энергии

Ход урока:

Проверка ранее изученного: На компьютерах – тестирование по теме «Законы сохранения». Test1, Test2.
Изучение новой темы:

Постановка вопроса:

Показать с помощью мультипроектора текст записи «От чего корабли притягиваются». Включить запись воспроизведения текста. Попросить учащихся нарисовать рисунок и записать вопрос: От чего корабли притягиваются.
Показать опыт: Подвешенные на штативах два листа бумаги притягиваются, если дуть между ними. Также отклоняются листы бумаги, если дуть сбоку около каждого из листов бумаги. Зарисовать в тетрадях схему опыта . Опять вопрос: Почему притягиваются листы бумаги.

Объяснение вопроса:

Чем же объясняется это притяжение? Конечно, здесь не может быть и речи о притяжении по закону всемирного тяготения Ньютона. Причина явления совершенно иного рода и объясняется законами течения жидкостей и газов в трубках и каналах. Можно доказать, что если жидкость протекает по каналу, имеющему сужения и расширения, то в узких частях канала она течет быстрее и давит на стенки канала слабее, нежели в широких местах, где она протекает спокойнее и давит на стенки сильнее(так называемый «принцип Бернулли»).Докажем это. Пусть у нас имеется соединенные трубки различного сечения.

Если в трубке происходит непрерывное течение, то совершенно очевидно, что масса жидкости протекающей по различным сечениям трубок за единицу времени одинакова. Следовательно,

m₁ = m₂

ρ s ₁ v₁= ρ s ₂ v₂ , откуда получаем s ₁ v₁= s ₂ v₂

v₁ / v₂ = s₂/ s₁

Скорость жидкости больше там, где меньше сечение трубки.

Также мы с вами знаем, что внутри жидкости имеется давление, и по закону Паскаля передается по всем направлениям одинаково. Давление внутри жидкости можно измерить манометром(жидкостным). Тогда можно сделать прибор трубки различного сечения такого вида:

Посмотрим опыт и поясним этот результат. Как мы видим, что давление в широких частях трубы больше, чем в узких. Полная энергия жидкости определенной массы во всех частях трубы одинакова. Е = const.

Е_п1 + Е_к1 = Е_п2 + Е_к2,
Покажем, что потенциальную энергию можно выразить через давление и объем. Е_п = F*∆ x = p*s*∆ x = p*V, тогда
m *v ² /2 + p*V = const., из этого следует ρ v ² /2 + р = сonst.
Можно сделать вывод, давление больше в той части трубки , где скорость меньше. Мы рассмотрели движение жидкости в горизонтальной трубке. Но если трубку наклонить, то появится потенциальная энергия, связанная с высотой. Тогда это уравнение записывается так:
ρ v ² /2 + р + ρg h = сonst.

И так, притяжение кораблей и листков бумаги обусловлено всасывающим действием движущейся воды и воздуха. Когда два парохода плывут параллельно один другому, между их портами как бы получается водяной канал . В обыкновенном канала стенки неподвижны, а движется вода; здесь же наоборот: неподвижна вода, а движутся стенки. Но действие сил от этого нисколько не меняется: в узких местах подвижного канала вода слабее давит на стенки, нежели в пространстве вокруг пароходов. Другими словами, бока пароходов, обращенные друг к другу, испытывают со стороны воды меньшее давление, нежели наружные части судов.

Этим же объясняется и опасность быстрин для купающихся, всасывающее действие водоворотов, втягивающее действие быстро несущегося поезда, автомобиля объясняется тем же принципом Бернулли.

2.4 Принцип Бернулли и его следствия

1) Пульверизатор

Подъем крыш домов. Вихри создают над крышей разрежение воздуха; стремясь выровнять давление, воздух из-под крыши, увлекаясь вверх, напирает на нее. В результате происходит то, что, и к сожалению, приходится нередко наблюдать: легкая, непрочно укрепленная крыша уносится ветром. Хотя здесь нужно отметить, что движение воздуха не спокойное, а вихревое(турболентное).
Подъемная сила, действующая на крылья самолетов достигается их особой формой .

Закрепление материала.

Включить компьютеры. Запустить программу «Физикон». Запустить «лаборатории» - тема «Движение жидкостей». Выполнить практическую работу «Исследование зависимости давления внутри жидкости или газа». Выполнить работу, сделать вывод.

Домашняя работа – 1) конспект

2) найти применения принципа Бернулли в технике и быту.

Отчего притягиваются корабли?

Осенью 1912 г. с океанским кораблем «Олимпик» (тогда одним из величайших в мире судов) произошел следующий случай. «Олимпик» плыл в открытом море, а почти параллельно ему, на расстоянии сотни метров, проходил с большой скоростью другой

О

Г
корабль, г
Г
ораздо меньший, броненосный крейсер «Гаук». Когда оба судна заняли положение, изображенное на рисунке, произошло нечто неожиданное: меньшее с
О
удно стремительно свернуло с пути, словно повинуясь какой-то неведомой силе,

повернулось носом к большому пароходу и, не слушаясь руля, двинулось почти прямо на него. Произошло столкновение. «Гаук» врезался носом в бок «Олимпика»; удар был так силен, что «Гаук» проделал в борту «Олимпика» большую пробоину.

Когда этот странный случай рассматривался в морском суде, виновной стороной был признан капитан гиганта «Олимпик», так как, - гласило постановление суда, - он не отдал никаких распоряжений уступить дорогу идущему наперерез «Гауку».