Погрузите стакан воду переверните его под водой

Задание 25

Физика А.В. Перышкин

1. Погрузите стакан в воду, переверните его под водой вверх дном и затем медленно вытаскивайте из воды. Почему, пока края стакана находятся под водой, вода остаётся в стакане (не выливается)?

Пока края стакана находятся под водой, вода остается в стакане, потому что давление столба воды в стакане будет компенсироваться атмосферным давлением.

2. Налейте в стакан воды, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги (рис. 133), то вода из стакана не выльется. Бумага остаётся как бы приклеенной к краю стакана. Почему? Ответ обоснуйте.

В данном случае на лист бумаги будет действовать два давления. На нижнюю часть листа будет действовать атмосферное давление. А на верхнюю часть будет действовать давление столба жидкости в нашем стакане. Так как давление атмосферы будет больше, то бумага остается как бы приклеенной к краю стакана.

3. Положите на стол длинную деревянную линейку так, чтобы её конец выходил за край стола. Сверху застелите стол газетой, разгладьте газету руками, чтобы она плотно лежала на столе и линейке. Резко ударьте по свободному концу линейки — газета не поднимется, а прорвётся. Объясните наблюдаемые явления.

При резком ударе по линейке края газеты остаются прочно «прижаты» атмосферным давлением, а между ее центром и столом образуется вакуум. Огромное давление атмосферы не компенсируется вакуумом в ее центральной части, и непрочная газета рвется.

Источник

§44 Задание 25

1. Погрузите стакан в воду, переверните его под водой вверх дном и затем медленно вытаскивайте из воды. Почему, пока края стакана находятся под водой, вода остаётся в стакане (не выливается)?

1. Пока края стакана находятся под водой, вода остается в стакане, потому что давление столба воды в стакане будет компенсироваться атмосферным давлением.

2. Налейте в стакан воды, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги (рис. 133), то вода из стакана не выльется. Бумага остаётся как бы приклеенной к краю стакана. Почему? Ответ обоснуйте.

2. В данном случае на лист бумаги будет действовать два давления. На нижнюю часть листа будет действовать атмосферное давление. А на верхнюю часть будет действовать давление столба жидкости в нашем стакане. Так как давление атмосферы будет больше, то бумага остается как бы приклеенной к краю стакана.

3. Положите на стол длинную деревянную линейку так, чтобы её конец выходил за край стола. Сверху застелите стол газетой, разгладьте газету руками, чтобы она плотно лежала на столе и линейке. Резко ударьте по свободному концу линейки — газета не поднимется, а прорвётся. Объясните наблюдаемые явления.

3. При резком ударе по линейке края газеты остаются прочно «прижаты» атмосферным давлением, а между ее центром и столом образуется вакуум. Огромное давление атмосферы не компенсируется вакуумом в ее центральной части, и непрочная газета рвется.

Источник

Демонстрация действия атмосферного давления

• Участники:Жураускас Дана Андрюса, Чубенко Марина Константиновна
• Руководитель: Филатова Надежда Олеговна

Цель работы: демонстрация действия атмосферного давления

Описание работы

Описание и соблюдение техники безопасности в ходе проведения экспериментального исследования

1. Погрузить стакан в воду, перевернуть его под водой вверх дном и затем медленно вытащить из воды.
2. Налить в стакан воды, закрыть листом бумаги, прижать лист рукой, перевернуть стакан вверх дном. Убрать руку от бумаги.
3. Налить немного воды в блюдце, в котором находится, в вертикальном положении, горящая свеча. Нагреть стакан над свечой. Накрыть свечу стаканом.

1. Так как предстоит работа с водой, то эксперименты осуществлять необходимо в местах, удаленных от электроприборов, эл.проводки.
2. Заранее приготовить ткань, для случая пролива воды.
3. Аккуратно работать со спичками (под присмотром взрослых).

Демонстрация действия атмосферного давления.

1. Вода не выльется из стакана, если мы не вытащим его из воды полностью.
2. Вода не выльется из стакана, т.к. давление воздуха (атмосферы) внутри стакана меньше, чем снаружи.
3. Свеча погаснет, т.к. воздух внутри стакана расширится при нагревании.

Описание хода проведения и результатов опыта

Эксперимент 1.

1. Мы погрузили стакан в воду.
2. Затем перевернули стакан вверх дном.
3. Медленно начали вытаскивать стакан из воды, оставляя под водой его края.
4. В результате мы увидели, что если края стакана хоть немного находятся под водой, то внутри стакана уровень воды не меняется.

Эксперимент 2.

1. Вначале мы налили в стакан воды.
2. Затем накрыли стакан листом бумаги.
3. После прижали лист рукой.
4. Далее перевернули стакан вверх дном.
5. И под конец, убрали руку от бумаги и увидели, что вода не выливается из стакана.

Эксперимент3.

1. Налили немного воды в блюдце, в котором находилась, в вертикальном положении, горящая свеча.
2. Нагрели стакан над свечой.
3. Накрыли свечу стаканом.
4. В итоге свеча погасла, т.к. воздух внутри стакана расширился при нагревании и частично вышел. Для горения недостаточно стало кислорода. Давление внутри стакана понизилось по сравнению с атмосферным. Вследствие этой разницы вода из блюдца устремляется в область пониженного давления (в стакан) под действием атмосферного.

Обзор применения рассматриваемого явления на практике

1. В последнее время в спортивной практике особое внимание уделяется изучению влияния на организм спортсменов пониженного атмосферного давления. Это вызвано главным образом тем, что крупнейшие соревнования (чемпионаты Европы, мира и олимпийские игры) все чаще стали проводиться в местах с пониженным атмосферным давлением.
2. Шприц, пипетки, груши (рис. 1, приложение 1). Под воздействием атмосферного давления жидкость набирается в шприц, пипетку или грушу. Когда поднимаем поршень (или надавливаем на пипетку, грушу), то между ним и жидкостью образуется безвоздушное пространство. Так как там нет воздуха, то значит, нет и давления, ведь давление газа обусловлено ударами молекул о поверхности тел. И под воздействием внешнего (атмосферного) давления воздуха на жидкость в открытом сосуде, она начинает подниматься в шприц.

Рисунок 1. Шприц, пипетка, груша
Фонтан (рис. 2, приложение 1). Откачивают воздух из колбы, опускают конец резиновой трубки, соединенный с колбой, в сосуд с подкрашенной водой. Наблюдается фонтан.

Рисунок 2. Фонтан
Вакуумные грузозахватные приспособления (рис. 3, приложение 1). Присоски этих «прилипал» представляют собой металлические или резиновые чаши, полушарии, подобные магдебургским. Присоски бывают диаметром от 50 до 600 мм; наибольший из них поднимает груз массой до 700 кг. Достаточно откачать воздух из чаши или полушария, наложенного, к примеру, на лист стали, чтобы присоска стала своеобразным крюком подъемного крана. Ему все равно, какой груз поднимать: бочки, рулоны бумаги, доски. Накладывая на груз несколько присосок, можно поднять «пустотой» груз до 10 т.

Рисунок 3. Вакуумные грузозахватные приспособления
Медицинские банки (рис. 4, приложение 1). При сильном кашле врач часто больному прописывает банки. Медсестра вносит в банку горящую ватку, смоченную в спирте, воздух в банке нагревается, расширяется и частично выходит наружу, внутри образуется разрежение. В этот момент банку быстро прижимают к телу. Атмосферное давление вдавливает внутрь банки часть кожи с прилегающими к ней тканями. При этом создается усиленный приток крови именно к данному участку, что и является важнейшим лечебным фактором. Когда банки снимают с тела, слышится характерный хлопок, – это наружный атмосферный воздух врывается в банку.

Рисунок 4. Медицинские банки
Пластмассовые крышки для закупоривания банок (рис. 5, приложение 1). С помощью таких крышек можно так закрыть банку, что наружный воздух совсем не будет в нее попадать (закрыть герметично). Толщина крышки посередине меньше, чем по краям. Материал крышек очень эластичен. От легкого нажатия рукой крышка прогибается и тут же быстро выпрямляется, если прекратить нажим. Чтобы закрыть банку, надо надвинуть крышку на отверстие банки и ладонью нажать на середину крышки. Слышится характерный хлопок, и крышка герметически закупоривает банку. Когда крышка прогибается, часть воздуха, содержащегося в банке, выходит, а когда крышка выпрямляется, объем, занимаемый воздухом, увеличивается, при этом его давление уменьшается. Атмосферное давление плотно прижимает крышку. Результат будет еще лучше, если предварительно банку, а, следовательно, и воздух в ней, нагреть.

Рисунок 5. Вакуумные крышки
Насосы (рис. 6, приложение 1). Действие поршневых жидкостныхнасосов основано на том, что под действием атмосферного давления вода в трубке поднимается за поршнем.

Рисунок 6. Поршневой жидкостный насос
Помпы (для бутилированной воды) (рис. 7, приложение 1). Принцип действия чрезвычайно прост: после нажатия на кнопку в тару подается воздух, который вытесняет собой некоторое количество жидкости. Водяная помпа для перекачивания бутилированной воды подает жидкость порционно, чего вполне может быть достаточно для наполнения чайника, стакана и прочих емкостей, в зависимости от того, как долго пользователь удерживал кнопку в рабочем положении.

Рисунок 7. Помпа для бутилированной воды
Автопоилки для птиц и животных (рис. 8, приложение 1). Принцип действия основан на действии атмосферного давления. Состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Вода при этом не выливается из бутылки потому, что давление внутри бутылки меньше атмосферного, которое действует снизу на воду в бутылке. Если уровень воды в корытце понизится и горлышко выйдет из воды, часть воды выльется, потому что давление внутри бутылки станет больше атмосферного.

Рисунок 8. Автопоилка для птиц и животных
Сифон (рис. 9, приложение 1). Под сифоном понимают изогнутую трубку с коленами разной длины, по которой можно перелить жидкость из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с более низким уровнем. Верхняя часть трубки расположена выше уровня жидкости в верхнем сосуде. Чтобы сифон начал работать, необходимо его предварительно заполнить жидкостью. Сифон позволяет выливать жидкость из сосуда без его опрокидывания. Действие сифона прекращается, если в трубку проникнет воздух (или давление столба жидкости в трубке от вершины изгиба до уровня жидкости в сосуде станет меньше атмосферного давления).

Рисунок 9. Разновидности сифонов
Ливер (рис. 10, приложение 1). Это прибор для забора жидкости для анализа. Опускаем трубочку («соломинку») в сосуд с жидкостью, зажимаем пальцем верхнее отверстие и вынимаем трубочку. Жидкость из ливера не выливается, т.к. удерживается там атмосферным давлением.

Рисунок 10. Ливер
Опрыскиватели (рис. 11, приложение 1). Для освежения, орошения растений применяют опрыскиватели. Воду из них выгоняют атмосферным давлением с помощью специального рычажка.

Рисунок 11. Опрыскиватель (пульверизатор)

Обзор наблюдений рассматриваемого явления в природе

Мухи и древесные лягушки (рис. 12, приложение 1)держатся на оконном стекле благодаря присоскам, которые удерживает атмосферное давление. По такому же принципу удерживаются пиявки, черви-сосальщики.

Рисунок 12. Лапки лягушек – присоски
Слон, когда пьет, опускает хобот в воду и втягивая воздух, вода под действием атмосферного давления заливается в хобот, слон поднимает хобот и выливает себе в рот (рис. 13, приложение 1).

Рисунок 13. Слон пьет, используя атмосферное давление
Рыбы-прилипалы (рис. 14, приложение 1). Эта рыба с такой силой присасывается к акуле, что оторвать ее невозможно. На этот живой крючок в Австралии и поныне ловят акул и крупных рыб, а в Южной Америке — черепах. С помощью рыбы-прилипалы вылавливали рыб до 18 кг.

Рисунок 14. Рыба-прилипала
Строение копыт парнокопытных животных (рис. 15, приложение 1). Парнокопытные могут перемещаться по вязкой почве (болоту) за счет особого строения копыт. Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разряжённое пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 Н на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разряжённое пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

Рисунок 15. Лосиная нога и следы
Кости тазобедренных суставов человека не распадаются благодаря атмосферному давлению (подобно магдебургским полушариям). Головки бедренных костей удерживаются в тазовом суставе атмосферным давлением (рис. 16, приложение 1).

Рисунок 16. Тазобедренный сустав
Процесс дыхания (рис. 17, приложение 1). При расширении мышцами грудной клетки воздух туда вгоняется атмосферным давлением. А при выдохе происходит всё наоборот: объём лёгких уменьшается, и воздух из грудной клетки выходит.

Рисунок 17. Как мы дышим?
Как мы пьем? (рис. 18, приложение 1) Втягивание ртом жидкости вызывает расширение грудной клетки и разрежение воздуха как в легких, так и во рту. Повышенное по сравнению с внутренним наружное атмосферное давление «вгоняет» туда часть жидкости. Так организм человека использует атмосферное давление.

Рисунок 18. Как мы пьем?

Наличие интересных фактов о рассматриваемом явлении

Источник