|
Выберите, пожалуйста, |
>> Механика Описание программы tor
Программа tor.
Предназначена для того, чтобы обеспечить наглядность при объяснении
учителем причин подъема жидкостей за поршнем всасывающего насоса, роли
атмосферного давления при этом.
Запустив программу, мы должны (по ее требованию) ввести шаг. Чем
он меньше,тем точнее работа, но тем медленнее ее выполнение. Поэтому
при рассмотрении опыта с малоплотными жидкостями лучше использовать
наибольший из рекомендуемых шагов(5); при плотных жидкостях - например
ртути - надо вводить меньший шаг (поскольку нарастание давления с уве-
личением высоты столба происходит стремительно). Впрочем, допустимо
применение любого целочисленного шага, а не только рекомендованных;
учитель до урока может подобрать удобное для него значение.
Введя шаг, мы видим запрос о том, какую жидкость будем применять в
модельном опыте. Предлагается на выбор: вода, масло, ртуть и жидкость
с любой плотностью. Выбор осуществляется нажатием соответствующей кла-
виши. Если выбрана произвольная жидкость, то следующим действием учи-
теля будет ввод ее плотности.
Окончив описанные выше подготовительные действия, наблюдаем на эк-
ране широкий открытый сосуд с жидкостью. В нее опущен нижний конец ци-
линдра с помещенным в него красным поршнем(модель всасывающего насо-
са). Слева установлена линейка - измеритель высоты, а справа - индика-
тор, показывающей давление жидкости внутри цилиндра(в кПа). Зелеными
стрелками показано давление атмосферы на поверхность жидкости в сосу-
де; таким же цветом указано приближенное значение нормального атмос-
ферного давления (100000 Па).
В правом верхнем углу экрана видна инструкция: если нажать клавишу
"u",то поршень станет подниматься, клавиша "d" служит для опускания
поршня; нажатие клавиши "s" позволит заменить исследуемую жидкость.
Перед началом изучения темы "Атмосферное давление" можно задать
вопрос: "Почему при накачивании велосипедной шины воздух перемещается
из насоса в шину ?" В процессе обсуждения акцентируем внимание учащих-
ся на том, что газы, как и жидкости, перетекают из области высокого
давления туда, где давление меньше.
Нажимая на клавишу "u", заставляем поршень подниматься. Учитель
объясняет, что в момент отрыва поршня от поверхности жидкости в ци-
линдре здесь оказалось бы пространство с практически нулевым давлени-
ем. Сюда и устремится жидкость из сосуда, где она находится под боль-
шим атмосферным давлением.
Теперь в цилиндре появился столб жидкости, который оказывает давле-
ние, направленное вниз, которое стремится помешать втеканию новых пор-
ций жидкости. На экране это давление изображается желтой стрелкой;
кроме того справа желтым же цветом высвечивается численное его значе-
ние (округленное до десятков кПа). Хорошо заметно, что вначале (при
небольшом подъеме поршня) такое давление меньше, чем атмосферное. Поэ-
тому атмосфера продолжает перемещать жидкость из открытого сосуда в
цилиндр, что, в свою очередь, приводит к повышению там уровня жидкости
и, следовательно, к увеличению давления под поршнем. Такой процесс бу-
дет продолжаться до тех пор, пока давление в цилиндре не сравняется с
атмосферным. Ученики видят, что, как только давления сравнялись, подъ-
ем жидкости прекращается, поршень отрывается от жидкости при своем
дальнейшем движении; в том случае, когда в таком модельном опыте ис-
пользовалась вода,максимум высоты подъема оказывается около 10 метров.
Если теперь (при помощи клавиши "d") поршень опускать вниз, то вид-
но, что пока он не коснется жидкости, его движение никак не сказывает-
ся на ее уровне в цилиндре; давление в нижней части цилиндра остается
равным атмосферному. Жидкость начнет опускаться, когда поршень станет
оказывать на нее давление. При этом высота столба жидкости в цилиндре
и ее давление уменьшается (на экране это изображается укорочением
стрелки желтого цвета).
Учитель имеет возможность сменить жидкость. Для этого следует, на-
жав клавишу s ,вернуться в меню и сделать там соответствующий выбор.
На экране отчетливо видно, что жидкость более плотная, чем вода (нап-
ример, ртуть), поднимается на меньшую высоту (поскольку давление, рав-
ное атмосферному, достигается при меньшей длине ее столба), а менее
плотная - на большую (обратно пропорционально плотности).
Выход из программы производится клавишей Esc.
|