Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр новых образовательных технологий
ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС УЧЕНИЧЕСКИХ РЕФЕРАТОВ «КРУГОЗОР»
РЕФЕРАТ
по дисциплине: «Физика»
на тему: «Атмосферное давление человека– помощник»
Выполнили: обучающиеся
МБОУ «Монастырская СОШ»:
Андреев Павел – 6 класс
Комар Илья - 6 класс
Сазонов Кирилл -6 класс
Синарбина Ольга -6класс
Ташкинова Ксения -6 класс
Чигинцев Евгений - 6класс
Сугоняев Павел -7класс
Преподаватель:
СОДЕРЖАНИЕ:
Введение | 3 |
Глава 1.Кто первым измерил атмосферное давление? | 5 |
Глава 2. Физические практикум 2.1. Измерение давления твердого тела на опору | 7 |
2.2. Измерение давления человека на опору | 7 |
2.3.Почему человек на лыжах ходит по рыхлому снегу, а без лыж проваливается? | 8 |
2.4 Есть ли вес у воздуха? | 8 |
2.5. Почему вода поднимается за поршнем шприца? | 8 |
2.6. Опыт «Вода в перевёрнутом стакане» | 9 |
2.7. Невидимка за работай | 10 |
Заключение | 11 |
Список литературы | 12 |
“Удивительное дело жить в воздушном океане,
Голубом, огромном, чистом, “пить” его и не тонуть,
Без него, без океана, жизнь была бы очень странной,
Впрочем, даже и не странной: просто б не было ёе!”
Введение
Тема «Давление твердых тел, жидкостей и газов» в курсе физики VII класса является одной из наиболее интересной для нас. Этот интерес обусловлен необычностью, новизной изучаемых явлений, большой связью изучаемого материала с жизнью, техникой. Безусловно, интерес к изучению темы стимулируется также разнообразием опытов, которые демонстрирует учитель (атмосферное давление, передача давления жидкостями и газами, архимедова сила, плавание судов, воздухоплавание и т. д.), а также заданий. опытами и наблюдениями, которые мы выполняли на уроках и в процессе выполнения домашних.
Почему небо голубое?
Земля наша окружена слоем воздуха, образующим атмосферу. Когда солнечный свет проникает сквозь атмосферу, газы, которыми насыщен воздух, разлагают белый свет на его составные части — спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Получается, что среди этих цветов полоса голубого и синего цвета преобладает, поэтому-то небо и кажется голубым.
Воздушная оболочка Земли называется атмосферой. Мы, живем на дне воздушного океана. Над нами – огромная толщина воздуха. Десятки, сотни километров. А воздух, как он ни легок, все же имеет вес.
Задумывались ли вы, как мы дышим?
При вдохе давление в легких меньше атмосферного. Диафрагма увеличивает объем легких. Давление воздуха в легких уменьшается. Оно становится меньше, чем атмосферное. Атмосферный воздух проникает в легкие. Когда диафрагма сжимает легкие, объем легких уменьшается. Поэтому давление воздуха в легких увеличивается. Оно становится больше, чем атмосферное. Атмосферный воздух выходит наружу.
Почему мы можем пить сок через трубочку?
Сок из пакета поднимается вверх по трубочке, а пачка сока деформируется под действием атмосферного давления. Давление атмосферы или воздушной оболочки Земли называется атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерить атмосферное давление. Эти знания необходимы в медицине, в технологических процессах и жизнедеятельности живых организмов.
Цель: формирование представления об атмосферном давлении и его роли в жизни человека и животных.
Задачи:
Убедиться в существовании атмосферного давления; Показать, что действия силы на тело зависит от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует; Рассмотреть причины, создающие атмосферное давление; Определить среднее значение атмосферного давления для с. Монастырка; Выяснить влияние земной атмосферы на живые организмыГлава1.Кто первым измерил атмосферное давление?
О существовании давления люди догадывались еще во времена Аристотеля и Демокрита. Вклад в развитие атмосферного давления внесли Древние атомисты Демокрит, Эпикур и Лукреций. Они не сомневались в материальной природе воздуха, атомы которого, по их мнению, обладают подвижностью и круглой формой.
В эпоху раннего средневековья представление об атмосфере высказал египетский ученый Ал Хайсама (Альгазена), живший в XI веке. Он не только знал, что воздух имеет вес, но что плотность воздуха уменьшается с высотой, и этим уменьшением объяснял атмосферную рефракцию. Наблюдая за продолжительностью сумерек, Альгазен оценивал высоту атмосферы примерно в 40 километров. Однако средневековая Европа вернулась к аристотелевской концепции четырех элементов и принципу "боязни пустоты", оставив надолго изучение физических свойств воздушного океана.
Первыми, кто практически измерил давление воздушного океана, были итальянские ученые. Галилей считал, что предельная высота водяного столба 18 локтей является мерой "боязни пустоты" (т. е. сила атмосферного давления). Она уравновешивается либо весом водяного столба в 10 метров, либо весом медного столба высотой в 1,12 метра, составляя, по оценке Галилея, около 1 килограмма на квадратный сантиметр. Таким образом, практики с достаточной точностью оценили силу атмосферного давления, и подсчеты Галилея правильны, хотя интерпретация его наблюдения, сделанного итальянскими мастерами, носит еще схоластический характер. Необходимо было сделать дальнейший шаг в развитии представления о давлении. Его сделал Торричелли.
Эванджелиста Торричелли родился 15 октября 1608 г. в небольшом итальянском городе Фаэнца в небогатой семье. Воспитание получил у дяди, бенедиктинского монаха. Дальнейшая жизнь в Риме и общение с известным математиком (учеником Галилея) Кастелли способствовали развитию таланта Торричелли. Большинство трудов ученого по большей части оставались неопубликованными. Торричелли является одним из создателей жидкостного термометра.
Торричелли и Вивиани (ученики Галилея) — работали в тесном содружестве. Теперь их главной задачей было утверждение экспериментального метода.
Уже в римский период жизни Торричелли стоял на пороге фундаментального открытия — открытия давления воздушного океана. Однако пока его внимание привлекает новая динамика, и он развивает механику Галилея.
И, наконец, Торричелли совершает величайшее открытие. Ему приходит в голову мысль измерить вес атмосферы весом ртутного столба. В 1643 году по его указанию эксперимент был произведен другом Торричелли Винченцо Вивиани. Опыт оправдал все ожидания, ртуть остановилась на заданной высоте, над нею образовалась "торричеллиева пустота".
Опыт Торричелли состоит в следующем: стеклянную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца, наполняют ртутью. Затем, плотно закрыв другой конец трубки, ее переворачивают, опускают в чашку с ртутью и под ртутью открывают конец трубки (рис. 1). Часть ртути при этом выливается в чашку, а часть ее остается в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, равна примерно 760 мм. Над ртутью в трубке воздуха нет, там безвоздушное пространство. Торричелли, предложивший описанный выше опыт, дал и его объяснение. Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке. Ртуть находится в равновесии. Значит, давление в трубке на уровне аа1 (рис.1) равно атмосферному давлению. Если бы оно было больше атмосферного, то ртуть выливалась бы из трубки в чашку, а если меньше, то поднималась бы в трубке вверх.
Ему удалось найти еще более важное доказательство внешней причины образования ртутного столба. Ученый заметил, что высота столба испытывала колебания, то есть давление атмосферы менялось. Таким образом, трубка Торричелли стала первым барометром. Именно с этого опыта началось научное наблюдение за погодой, важнейшими характеристиками которой являются давление и температура. Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опыте Торричелли. Поэтому на практике атмосферное давление можно измерять высотой ртутного столба (в миллиметрах или сантиметрах). Если, например, атмосферное давление равно 780 мм рт. ст., то это значит, что воздух производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 780 мм.
Следовательно, в этом случае за единицу атмосферного давления принимают 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.).
1 мм рт. ст. = 133,3 Па.
В настоящее время атмосферное давление принято измерять и в гектопаскалях. Например, в сводках погоды может быть объявлено, что давление равно 1013 гПа, это то же самое, что 760 мм рт. ст.
В 1643 году итальянский физик и математик Торричелли изобрел ртутный барометр. Именно с этого опыта началось научное наблюдение за погодой.
Атмосферное давление различно в горах и на уровне моря, оно также зависит от погоды. Перед дождем оно падает, а перед улучшением погоды — поднимается.
Глава 2. Физические практикум
2.1. Измерение давления твердого тела на опору
| Брусок №1 | Брусок №2 | Брусок №3 |
Ширина бруска, м | 0,04 | 0,05 | 0,07 |
Длина брус а, км | 0,1 | 0,12 | 0,09 |
Высота бруска, м | 0,03 | 0,3 | 0,04 |
Вес бруска (Р;Н) | 0,7 | 1 | 2,1 |
Площадь большой грани бруска (S; м2) | 0,004 | 0,006 | 0,005 |
Давления бруска на большую грань (р; Па) | 175 | 166,6 | 666,6 |
Площадь малой грани бруска (S; м2) | 0,0012 | 0,0015 | 0,028 |
Давления бруска на малую грань (р; Па) | 583,3 | 375 | 750 |
2.2. Измерение давления человека на опору
Зная свой вес, измерив, площадь подошвы обуви, мы рассчитали давление каждого участника работы.
№ | Ф. И. | Масса (m, кг) | Вес (Р, Н) | Площадь (S, м2) | Площадь (2S, м2) | Давление (р, Па) |
1 | 43 | 430 | 0.0124 | 0.0249 | 17269 | |
2 | 34 | 340 | 0.0159 | 0.0318 | 10691 | |
3 | 30 | 300 | 0.0134 | 0.0269 | 11152 | |
4 | 52 | 520 | 0.0237 | 0.0474 | 10970 | |
5 | 51 | 510 | 0.0130 | 0.0260 | 19615 | |
6 | 29 | 290 | 0.0148 | 0.0287 | 10184 | |
7 | Синарбина О | 51 | 510 | 0.0123 | 0.0246 | 20732 |
Вывод: У двоих ребят оказался равный вес тела, но площадь подошвы разная. Чем больше площадь подошвы, тем меньше давление оказывает человек на опору. Действия силы на тело зависит от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует.
2.3. Почему человек на лыжах ходит по рыхлому снегу, а без лыж проваливается?
Вывод: Потому, что в первом случае давление его тела распределяется на гораздо большую поверхность, чем во втором.
Если поверхность лыж, например, в 20 раз больше поверхности наших подошв, то на лыжах мы давим на снег в 20 раз слабее, чем стоя на снегу прямо ногами.
Рыхлый снег выдерживает первое давление, но не выдерживает второго.
2.4 Есть ли вес у воздуха?
Например, в волейбольном мяче содержится небольшое количество воздуха. Мы взвесите два таких мяча, один — накачанный, а другой— спущенный, то обнаружили, что спущенный мяч легче.
2.5. Почему вода поднимается за поршнем шприца?
Вывод: Под действием атмосферного давления, вода занимает пространство под поршнем.
2.6. Опыт «Вода в перевёрнутом стакане»
Нальём в стакан воду до самого края. Прикроем стакан листком плотной бумаги и, придерживая бумагу ладонью, быстро перевернём стакан кверху дном. Теперь уберём ладонь. Вода из стакана не выльется.
Вывод: Давление атмосферного воздуха на бумагу больше, чем давления воды на нее.
2.7. Невидимка за работай
Положили на бок сухую бутылку из-под молока. Горлышко у нее широкое, обыкновенная пробка проваливается в него свободно. У самого края поместим пробку и попробуем загнать ее в бутылку сильным дуновением. Попробовали подуть тихонько…. Нет, пробку не обманешь. Она все равно вылетает в бутылку, а вылетела.
Вывод: Мы вдуваем в бутылку лишний воздух. Он там сжимается и выбрасывает пробку наружу.
Заключение
Атмосферное давление влияет на состояние человека, страдающего артериальным давлением пониженным или повышенным. В первую очередь нужно прояснить, что понижение атмосферного давления называется «циклоном». В этом случае начинают чувствовать себя некомфортно люди с пониженным давлением. Появляется одышка, головные боли. Дело в том, что при понижении давления уменьшается количество кислорода в воздухе, что приводит к подобным проявлениям. Повышение же атмосферного давления называется «анти циклоном» и при этом как, наверное, вы уже догадались больше страдают люди с повышенным артериальным давлением.
В любом случае любые перепады атмосферного давления довольно вредны для организма человека. Обычно резкие перепады наблюдаются весной или осенью. Как бы то ни было люди, постоянно проживающие в том или ином районе адаптируются к местному атмосферному давлению.
В Томской области самая высокая точка над уровнем моря находится на высоте 274 м, а самая низкая – 34 м, а село Монастырка – 100 м.
Вычисляем какое должно быть среднее давление в с. Монастырка:
751,67 мм рт. ст. Земная атмосфера позволяет существовать жизни на Земле. Это воздух, которым мы дышим. Она защищает нас от излишней солнечной радиации, от избытка тепла и холода, а также имеет многие другие функции.
Знание атмосферного давления весьма важно.
Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле. Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот. А также можем проанализировать, какое давление на улице: высокое или низкое.
Приобретённые знания пригодятся в повседневной жизни. Например, мы спроектировали и изготовили автоматическую поилку для птиц и домашних животных. Её рекомендуем изготовить хозяевам кошек, хомячков и попугайчиков. С такой автопоилкой не надо беспокоиться о том, что твой питомец будет мучиться от жажды. Конструкция проста - она состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце. Если уровень воды в корытце понизится, и горлышко бутылки выйдет из воды, часть воды из бутылки выльется. Эта конструкция выполнима, потому что воду в бутылке удерживает атмосферное давление. Так будет продолжаться, пока не кончится вода в бутылке, её удерживает давление атмосферы. Работа конструкции была опробована дома, как поилку для цыплят.
Список литературы
Гальперштейн физика М. «Детская литература», 1993г , Занимательные опыты по физике. М «Просвещение»,1985 г , Занимательные задачи и опыты, Минск, «Беларусь»,1994г Перышкин 7 класс, М, «Просвещение», 2013г.