علوم نهم ، فصل ششم ( فشار و اثار آن) - جلسه سوم

چکیده:

برای شروع، می توانید ابتدا از دانش آموزان بخواهید که اگر تجربه ای از فشار ناشی از مایع ها مانند آب دارند مطرح نمایند. ممکن است دانش آموزان به احساس درد در پرده گوش خود، هنگامی که در قسمت های عمیق استخر شنا می کنند، اشاره کنند. پس از آن آزمایش کنید را با توجه به مراحلی که آمده است انجام دهید. ترجیح بر آن است که دانش آموزان به طور گروهی (گروه های بین 4 تا 6 نفر) این آزمایش را انجام دهند و در پایان بتوانند این نتیجه را فشار در مایع ها، به عمق از سطح آزاد مایع بستگی دارد، با افزایش عمق، فشار ناشی از مایع « در کلاس مطرح کنند که اگر فرصت کافی داشته باشید، می توانید آزمایش کنید را تعمیم داده و آن را برای مایع دیگری .» نیز افزایش می یابد که چگالی آن با چگالی آب به طور محسوس تفاوت دارد، انجام دهید و نقش چگالی مایع را در فشار ناشی از آن نیز تحقیق و بررسی کنید (روغن مایع می تواند مایع مناسبی برای این قسمت از آزمایش باشد).

اهداف:

شرح درس:

پس از انجام آزمایش بالا، دانش آموران را به تصویر و پرسش شروع فصل متوجه کنید. همانطور که در شکل زیر دیده می شود، هرچه از تاج سد به پایه آن نزدیک می شویم ضخامت آن افزایش می یابد. زیرا همانطور که در آزمایش بالا دیدیم با افزایش عمق، فشار ناشی از مایع نیز افزایش می یابد.

1 - در شکل زیر یک استوانه پر از آب دیده می شود.

الف) مسیر خروج آب از لوله های خروجی x و y را رسم کنید.
ب) این آزمایش چه نکته ای را در مورد فشار مایع ها نشان می دهد.

2 - فشار ناشی از مایع را در شکل زیر، در هر یک از نقاط مشخص شده با یکدیگر مقایسه کنید و به ترتیب از بیش ترین تا کم ترین مقدار فشار بنویسید.

سطح آزاد مایع

راهنمای تدریس: در صورتی که در آزمایشگاه، ظروف مرتبط داشته دارید آن را به کلاس بیاورید و موضوع سطح آزاد مایع و نقاط همتراز را با توجه به متن کتاب با دانش آموزان  مطرح کنید. اگر ظروف مرتبط در آزمایشگاه مدرسه نباشد، به سادگی می توانید با بطری های آب در اندازه های مختلف، ظروف مرتبط دستکم شامل دو بطری را بسازید و با آن آزمایش کنید. دانش آموزان با انجام این آزمایش ساده متوجه میشوند که هر ستون مایع در ظرف های مختلف، دارای ارتفاع یکسانی است و شکل ظرف اثری ندارد.

پرسش پیشنهادی
مقداری آب مطابق شکل به ظروف مرتبط میریزیم. در پایان ارتفاع آب را در هریک از ظروف با هم مقایسه کنید.

پاسخ فکر کنید
از آنجا که ارتفاع تعدادی از طبقات ساختمان، از سطح آزاد آب دریاچه بالاتر است، لازم است آب توسط پمپ (تلمبه) آب را به طبقات بالاتر بفرستد.

اصل پاسکال

راهنمای تدریس:
اصل پاسکال، به یکی از مهمترین ویژگی های فشار شاره ها (مایع ها و گازها) اشاره می کند. مطابق این اصل، تغییر فشار در هر نقطه از مایع محصور و ساکن، بدون ضعیف شدن به تمام نقطه های آن و دیوارهای ظرف، منتقل می شود.
مثلاً اگر فشار آب منطقه ای، در ایستگاه تلمبه زنی 15 واحد افزایش یابد، فشار آب در همه لوله های متصل به این دستگاه، 15 واحد افزایش می یابد (البته باید فرض شود که آب در لوله ها ساکن است و یک مسیر بسته و محصور شده تشکیل می دهند).
اصل پاسکال، کاربردهای عملی فراوانی دارد که در کتاب درسی به دو نمونه از این کاربردها شامل ترمز هیدرولیکی و بالابر هیدرولیکی، اشاره شده است.

پرسش پیشنهادی
نقاط A و B در شکل زیر همترازند. فشار ناشی از آب را در این نقطه با یکدیگر مقایسه کنید. فرض کنید آب دریا ساکن است (راهنمایی: به اصل پاسکال توجه کنید).

پاسخ: فشار در این دو نقطه یکسان است. زیرا فشار اضافی وارد شده از طرف کشتی به آب، به سایر نقاط آب به طور یکسان وارد می شود.

فعالیت پیشنهادی
روی بدنه یک بطری پلاستیکی، سوراخی کوچک ایجاد کنید و بطری را از آب پر کنید و درب آن را محکم
ببندید. همانطور که دیده می شود با وجود روزنه روی بدنه بطری، آب از آن خارج نمی شود.