Blaise Pascal war ein französischer Mathematiker, Physiker und Philosoph, der in der Mitte des 17. Jahrhunderts lebte. Er untersuchte das Verhalten von Flüssigkeiten und Gasen und untersuchte den Druck.

Er bemerkte, dass die Form des Gefäßes keinen Einfluss auf den Druck der darin befindlichen Flüssigkeit hatte. Er formulierte auch den Grundsatz: Flüssigkeiten und Gase übertragen den auf sie ausgeübten Druck gleichmäßig in alle Richtungen.
Dieses Prinzip wird Pascalsches Gesetz für Flüssigkeiten und Gase genannt.

Es muss verstanden werden, dass dieses Gesetz die auf die Flüssigkeit wirkende Schwerkraft nicht berücksichtigte. In der Wirklichkeit, Der Druck einer Flüssigkeit nimmt mit der Tiefe aufgrund der Anziehungskraft auf die Erde zu, und das ist der hydrostatische Druck.

Um seinen Wert zu berechnen, verwenden Sie die Formel:
- Druck der Flüssigkeitssäule.

• ρ - Flüssigkeitsdichte;
• g – Beschleunigung des freien Falls;
• h - Tiefe (Höhe der Flüssigkeitssäule).

Der gesamte Flüssigkeitsdruck in jeder Tiefe ist die Summe aus hydrostatischem Druck und Druck, der mit externer Kompression verbunden ist:

Dabei ist p0 der äußere Druck, beispielsweise eines Kolbens in einem Gefäß mit Wasser.

Anwendung des Pascalschen Gesetzes in der Hydraulik

Hydrauliksysteme verwenden inkompressible Flüssigkeiten wie Öl oder Wasser, um den Druck innerhalb der Flüssigkeit mit zunehmender Kraft von einem Punkt zum anderen zu übertragen. Zur Zerkleinerung von Feststoffen in Pressen werden hydraulische Geräte eingesetzt. Bei Flugzeugen sind Hydrauliksysteme in den Bremssystemen und im Fahrwerk eingebaut.
Da das Gesetz von Pascal auch für Gase gilt, gibt es in der Technik pneumatische Systeme, die Luftdruck nutzen.

Die Macht des Archimedes. Zustand von Schwimmkörpern

Die Kenntnis der archimedischen Kraft (auch Auftriebskraft genannt) ist wichtig, wenn man verstehen möchte, warum manche Körper schweben, während andere sinken.
Schauen wir uns ein Beispiel an. Ein Mann ist im Pool. Wenn er vollständig unter Wasser ist, kann er problemlos einen Salto, einen Salto oder einen sehr hohen Sprung ausführen. An Land ist die Durchführung solcher Stunts deutlich schwieriger.
Diese Situation im Becken ist dadurch möglich, dass die archimedische Kraft auf eine Person im Wasser einwirkt. In einer Flüssigkeit steigt der Druck mit der Tiefe (dies gilt auch für Gas). Wenn der Körper vollständig unter Wasser ist, überwiegt der Druck der Flüssigkeit von unten gegenüber dem Druck von oben und der Körper beginnt zu schweben.

Das Gesetz des Archimedes

Ein Körper in einer Flüssigkeit (Gas) unterliegt einer Auftriebskraft, deren Größe dem Gewicht der Flüssigkeitsmenge (Gas) entspricht, die durch den eingetauchten Teil des Körpers verdrängt wird.

• Ft – Schwerkraft;
• Fa – Archimedische Kraft;
• ρl – Dichte einer Flüssigkeit oder eines Gases;
• Vv. Und. - das Volumen der verdrängten Flüssigkeit (Gas), das dem Volumen des eingetauchten Körperteils entspricht;
• Pv. Und. - Gewicht der verdrängten Flüssigkeit.

Segelzustand

1. FT>FA – der Körper ertrinkt;
2. FT< FA - тело поднимается к поверхности до тех пор, пока не окажется в положении равновесия и не начнёт плыть;
3. FT = FA – der Körper befindet sich in einer wässrigen oder gasförmigen Umgebung (Floats) im Gleichgewicht.

(1623 - 1662)

Das Gesetz von Pascal besagt: „Der auf eine Flüssigkeit oder ein Gas ausgeübte Druck wird auf jeden Punkt in der Flüssigkeit oder im Gas gleichmäßig in alle Richtungen übertragen.“
Diese Aussage erklärt sich aus der Beweglichkeit von Flüssigkeits- und Gaspartikeln in alle Richtungen.

PASCALS ERFAHRUNG

Im Jahr 1648 zeigte Blaise Pascal, dass der Druck einer Flüssigkeit von der Höhe ihrer Säule abhängt.
Er führte ein Rohr mit einem Durchmesser von 1 cm2 und einer Länge von 5 m in ein geschlossenes, mit Wasser gefülltes Fass ein und goss auf dem Balkon im zweiten Stock des Hauses einen Becher Wasser in dieses Rohr. Als das Wasser darin eine Höhe von ~ 4 Metern erreichte, stieg der Wasserdruck so stark an, dass sich in dem starken Eichenfass, durch das Wasser floss, Risse bildeten.

Pascals Röhre

Seien Sie jetzt vorsichtig!

Wenn Sie Gefäße gleicher Größe füllen: eines mit Flüssigkeit, das andere mit Schüttgut (z. B. Erbsen), platzieren Sie im dritten einen festen Körper nahe an den Wänden, auf der Oberfläche der Substanz platzieren Sie in jedem Gefäß den gleichen Kreise, zum Beispiel aus Holz / sie sollten an die Wände grenzen / und gleich schwere Gewichte darauf legen,

Wie wird sich dann der Druck der Substanz auf den Boden und die Wände in jedem Gefäß ändern? Denk darüber nach! In welchem ​​Fall funktioniert das Gesetz von Pascal? Wie wird der äußere Druck der Lasten übertragen?

IN WELCHEN TECHNISCHEN GERÄTEN WIRD DAS PASCAL'sche GESETZ VERWENDET?

Das Gesetz von Pascal ist die Grundlage für den Entwurf vieler Mechanismen. Schauen Sie sich die Bilder an, denken Sie daran!

1. hydraulische Pressen

Der hydraulische Multiplikator dient zur Druckerhöhung (ð2 > ð1, da bei gleicher Druckkraft S1 > S2).

Multiplikatoren werden in hydraulischen Pressen eingesetzt.

2. hydraulische Aufzüge

Dies ist ein vereinfachtes Diagramm einer hydraulischen Hebebühne, die auf Muldenkippern installiert ist.

Der bewegliche Zylinder dient dazu, die Hubhöhe des Kolbens zu erhöhen. Um die Last abzusenken, öffnen Sie den Hahn.

Eine Betankungsanlage zur Kraftstoffversorgung von Traktoren funktioniert wie folgt: Ein Kompressor drückt Luft in einen hermetisch abgeschlossenen Tank mit Kraftstoff, der über einen Schlauch in den Tank des Traktors gelangt.

4. Sprühgeräte

Bei Sprühgeräten zur Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft beträgt der Druck der in das Gefäß gepumpten Luft auf die Giftlösung 500.000 N/m2. Bei geöffnetem Wasserhahn spritzt Flüssigkeit

5. Wasserversorgungssysteme

Pneumatisches Wasserversorgungssystem. Die Pumpe versorgt den Tank mit Wasser, komprimiert das Luftpolster und schaltet sich ab, wenn der Luftdruck 400.000 N/m2 erreicht. Wasser steigt durch Rohre in die Räumlichkeiten. Wenn der Luftdruck abnimmt, schaltet sich die Pumpe wieder ein.

6. Wasserwerfer

Ein Wasserstrahl, der von einer Wasserwerfer unter einem Druck von 1.000.000.000 N/m2 ausgestoßen wird, stanzt Löcher in Metallrohlinge und zertrümmert Gestein in Minen. Moderne Feuerlöschgeräte sind auch mit Hydrokanonen ausgestattet.

7. beim Verlegen von Rohrleitungen

Durch Luftdruck werden die Rohre „aufgeblasen“, die aus flachen, an den Rändern verschweißten Metallstahlbändern bestehen. Dies vereinfacht die Verlegung von Rohrleitungen für verschiedene Zwecke erheblich.

8. in der Architektur

Die riesige Kuppel aus Kunststofffolie wird von einem Druck getragen, der nur 13,6 N/m2 größer ist als der Atmosphärendruck.

9. pneumatische Rohrleitungen

In pneumatischen Behälterleitungen herrscht ein Druck von 10.000 – 30.000 N/m2. Die Geschwindigkeit der Züge darin erreicht 45 km/h. Diese Transportart dient dem Transport von Schüttgütern und anderen Materialien.

Behälter zum Transport von Hausmüll.

DU KANNST DAS

1. Beenden Sie den Satz: „Wenn ein U-Boot taucht, ist der Luftdruck darin ....“ Warum?

2. Nahrung für Astronauten wird in halbflüssiger Form zubereitet und in Röhrchen mit elastischen Wänden gefüllt. Durch leichten Druck auf die Tube entnimmt der Astronaut den Inhalt. Welches Gesetz manifestiert sich darin?

3. Was muss getan werden, damit Wasser aus dem Gefäß durch das Rohr fließt?

4. In der Erdölindustrie wird Öl mithilfe von Druckluft an die Erdoberfläche gehoben und von Kompressoren in den Raum über der Oberfläche der ölführenden Schicht gepumpt. Welches Gesetz manifestiert sich darin? Wie?

5. Warum platzt eine leere, mit Luft aufgeblasene Papiertüte mit einem Knall, wenn man sie gegen die Hand oder etwas Hartes schlägt?

6. Warum ragt bei Tiefseefischen eine Schwimmblase aus dem Maul, wenn sie an die Oberfläche gezogen werden?

BÜCHERREGAL

WEISST DU ETWAS DARÜBER?

Was ist Dekompressionskrankheit?

Es manifestiert sich, wenn man sehr schnell aus der Tiefe des Wassers aufsteigt. Der Wasserdruck nimmt stark ab und die im Blut gelöste Luft dehnt sich aus. Die entstehenden Blasen verstopfen die Blutgefäße, beeinträchtigen den Blutfluss und können zum Tod der Person führen. Daher steigen Taucher und Taucher langsam auf, damit das Blut Zeit hat, die entstehenden Luftblasen in die Lunge zu befördern.

Wie trinken wir?

Wir führen ein Glas oder einen Löffel Flüssigkeit in den Mund und „saugen“ den Inhalt ein. Wie? Warum strömt eigentlich Flüssigkeit in unseren Mund? Der Grund ist folgender: Beim Trinken weiten wir den Brustkorb und verdünnen dadurch die Luft im Mund; Unter dem Druck der Außenluft strömt die Flüssigkeit in den Raum, in dem der Druck geringer ist, und dringt so in unseren Mund ein. Hier geschieht dasselbe, was mit einer Flüssigkeit in kommunizierenden Gefäßen passieren würde, wenn wir beginnen würden, die Luft über einem dieser Gefäße zu verdünnen: Unter dem Druck der Atmosphäre würde die Flüssigkeit in diesem Gefäß aufsteigen. Im Gegenteil, wenn Sie den Flaschenhals mit den Lippen greifen, werden Sie nicht mit Mühe Wasser aus der Flasche in Ihren Mund „saugen“, da der Luftdruck in Ihrem Mund und über dem Wasser gleich ist. Wir trinken also nicht nur mit dem Mund, sondern auch mit der Lunge; Schließlich ist die Ausdehnung der Lunge der Grund dafür, dass Flüssigkeit in unseren Mund strömt.

Seifenblasen

„Blasen Sie eine Seifenblase“, schrieb der große englische Wissenschaftler Kelvin, „und schauen Sie sie sich an: Sie können sie Ihr ganzes Leben lang studieren, ohne aufzuhören, physikalische Lektionen daraus zu lernen.“

Seifenblase um eine Blume

Gießen Sie so viel Seifenlösung in einen Teller oder ein Tablett, dass der Boden des Tellers mit einer Schicht von 2 - 3 mm bedeckt ist; In die Mitte wird eine Blume oder Vase gestellt und mit einem Glastrichter abgedeckt. Dann blasen sie, indem sie den Trichter langsam anheben, in sein schmales Rohr – eine Seifenblase entsteht; Wenn diese Blase eine ausreichende Größe erreicht hat, kippen Sie den Trichter und lösen Sie die Blase darunter. Dann liegt die Blume unter einer transparenten halbrunden Kappe aus Seifenfolie und schimmert in allen Farben des Regenbogens.

Mehrere Blasen ineinander

Aus dem Trichter, der für das beschriebene Experiment verwendet wird, wird eine große Seifenblase geblasen. Dann tauchen Sie den Strohhalm vollständig in die Seifenlösung ein, sodass nur die Spitze, die in den Mund genommen werden muss, trocken bleibt, und schieben Sie ihn vorsichtig durch die Wand der ersten Blase bis zur Mitte; Dann ziehen sie den Strohhalm langsam zurück, ohne ihn jedoch bis zum Rand zu bringen, und blasen die zweite Blase aus, die in der ersten enthalten ist – die dritte, vierte usw. Es ist interessant, die Blase zu beobachten, wenn sie aus einem herauskommt warmer Raum in einen kalten: Beim Übergang von einem kalten in einen warmen Raum nimmt offenbar die Lautstärke ab und schwillt umgekehrt an. Der Grund liegt natürlich in der Kompression und Ausdehnung der in der Blase enthaltenen Luft. Bei frostigem Wetter beispielsweise bei - 15° C beträgt das Volumen der Blase 1000 Kubikmeter. cm und kommt es aus der Kälte in einen Raum, in dem die Temperatur +15° C beträgt, dann sollte es sein Volumen um etwa 1000 * 30 * 1/273 = etwa 110 Kubikmeter vergrößern. cm.

Die gängigen Vorstellungen über die Zerbrechlichkeit von Seifenblasen sind nicht ganz richtig: Bei richtiger Handhabung ist es möglich, eine Seifenblase über Jahrzehnte hinweg zu konservieren. Der englische Physiker Dewar (berühmt für seine Arbeiten zur Luftverflüssigung) lagerte Seifenblasen in speziellen Flaschen, gut geschützt vor Staub, Austrocknung und Luftschock; Unter solchen Bedingungen gelang es ihm, einige Blasen einen Monat oder länger aufzubewahren. Lawrence gelang es in Amerika jahrelang, Seifenblasen unter einer Glasabdeckung aufzubewahren.

Pascals Gesetz - Der Druck, der auf eine Flüssigkeit (Gas) an einer beliebigen Stelle ihres Randes, beispielsweise durch einen Kolben, ausgeübt wird, wird unverändert auf alle Punkte der Flüssigkeit (Gas) übertragen.

Aber normalerweise wird es so verwendet:

Lassen Sie uns ein wenig über Pascals Gesetz sprechen:

Auf jedes Flüssigkeitsteilchen, das sich im Schwerefeld der Erde befindet, wirkt die Schwerkraft. Unter dem Einfluss dieser Kraft drückt jede Flüssigkeitsschicht auf die darunter liegenden Schichten. Dadurch liegt der Druck im Inneren der Flüssigkeit unterschiedlich hoch wird nicht das gleiche. Daher herrscht in Flüssigkeiten aufgrund ihres Gewichts ein Druck.

Daraus können wir schließen: Je tiefer wir unter Wasser tauchen, desto stärker wird der Wasserdruck auf uns wirken

Der Druck aufgrund des Gewichts der Flüssigkeit wird aufgerufen hydrostatischer Druck.

Grafisch ist in der Abbildung die Abhängigkeit des Drucks von der Eintauchtiefe in die Flüssigkeit dargestellt.

Aufgrund Pascals Gesetz Verschiedene hydraulische Geräte funktionieren: Bremssysteme, Pressen, Pumpen, Pumpen usw.
Pascals Gesetz gilt nicht im Fall einer sich bewegenden Flüssigkeit (Gas) sowie im Fall, dass sich die Flüssigkeit (Gas) in einem Gravitationsfeld befindet; Daher ist bekannt, dass der atmosphärische und hydrostatische Druck mit der Höhe abnimmt.

In der Formel haben wir Folgendes verwendet:

Druck

Umgebungsdruck

Flüssigkeitsdichte

Dieses Gesetz wurde 1653 vom französischen Wissenschaftler B. Pascal entdeckt. Es wird manchmal als Grundgesetz bezeichnet.

Das Pascalsche Gesetz kann anhand der molekularen Struktur der Materie erklärt werden. In Festkörpern bilden Moleküle ein Kristallgitter und schwingen um sich selbst. In Flüssigkeiten und Gasen haben Moleküle relative Freiheit; sie können sich relativ zueinander bewegen. Durch diese Eigenschaft kann der auf eine Flüssigkeit (oder ein Gas) ausgeübte Druck nicht nur in die Richtung der Kraft, sondern in alle Richtungen übertragen werden.

Das Gesetz von Pascal hat in der modernen Technologie breite Anwendung gefunden. Die Arbeit moderner Superpressen basiert auf dem Pascalschen Gesetz, das die Erzeugung von Drücken von etwa 800 MPa ermöglicht. Auch die Arbeit aller hydraulischen Automatisierungen, die Raumschiffe, Düsenflugzeuge, numerisch gesteuerte Maschinen, Bagger, Muldenkipper usw. steuern, basiert auf diesem Gesetz.

Hydrostatischer Flüssigkeitsdruck

Der hydrostatische Druck innerhalb einer Flüssigkeit in jeder Tiefe hängt nicht von der Form des Gefäßes ab, in dem sich die Flüssigkeit befindet, und ist gleich dem Produkt aus der Flüssigkeit und der Tiefe, in der der Druck bestimmt wird:

In einer homogenen ruhenden Flüssigkeit sind die Drücke an Punkten, die in derselben horizontalen Ebene (auf demselben Niveau) liegen, gleich. In allen in Abb. 1 ist der Flüssigkeitsdruck am Boden der Gefäße gleich.

Abb.1. Unabhängigkeit des hydrostatischen Drucks von der Gefäßform

In einer bestimmten Tiefe drückt die Flüssigkeit gleichmäßig in alle Richtungen, sodass der Druck auf die Wand in einer bestimmten Tiefe derselbe ist wie auf einer horizontalen Plattform in derselben Tiefe.

Der Gesamtdruck einer in ein Gefäß gegossenen Flüssigkeit ist die Summe aus dem Druck an der Flüssigkeitsoberfläche und dem hydrostatischen Druck:

Der Druck an der Oberfläche einer Flüssigkeit entspricht häufig dem Atmosphärendruck.

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Übung	Wasser wird in einen Hohlwürfel mit einer Kantenlänge von 40 cm gegossen. Finden Sie die Kraft des Wasserdrucks auf den Boden und die Wände des Würfels.
Lösung	Machen wir die Zeichnung. 1) Hydrostatischer Druck in der Tiefe Die Kraft des Wasserdrucks auf den Boden des Würfels: Wo ist der untere Bereich? , 2) Der durchschnittliche Druck auf der Seitenfläche ist gleich der Hälfte der Summe der Drücke auf der Oberflächenebene und auf der Bodenebene: Druckkraft auf die Würfelwand: Aus den Tabellen geht hervor, dass die Dichte des Wassers kg/m beträgt. Lassen Sie uns die Einheiten in das SI-System umrechnen: Würfelkantenlänge cm m. Berechnen wir: 1) Druckkraft auf den Boden: 2) Druckkraft auf die Wand:
Antwort	Die Wasserdruckkräfte auf den Boden und die Wände des Würfels betragen 627 bzw. 314 N.

BEISPIEL 2

Übung	Zwei Bögen eines U-förmigen Rohrs sind mit Wasser und Öl gefüllt, getrennt durch Quecksilber. Die Grenzflächen zwischen Quecksilber und Flüssigkeiten liegen in beiden Krümmern auf gleicher Höhe. Bestimmen Sie die Höhe der Wassersäule, wenn die Höhe der Ölsäule 20 cm beträgt.
Lösung	Machen wir die Zeichnung. Nach dem Pascalschen Gesetz ist der Druck in beiden Rohrbögen gleich: Wasserdruckniveau Öldruckniveau Wenn wir Ausdrücke für Flüssigkeitsdrücke in die erste Gleichung einsetzen, erhalten wir:

Aufmerksamkeit! Die Standortverwaltung übernimmt keine Verantwortung für den Inhalt methodischer Entwicklungen sowie für die Übereinstimmung der Entwicklung mit dem Landesbildungsstandard.

• Teilnehmer: Kolesnikov Maxim Igorevich
• Leitung: Shcherbinina Galina Gennadievna

Zweck der Arbeit: experimentelle Bestätigung des Pascalschen Gesetzes.

Einführung

Das Gesetz von Pascal wurde 1663 bekannt. Diese Entdeckung bildete die Grundlage für die Entwicklung von Superpressen mit einem Druck von über 750.000 kPa, einem hydraulischen Antrieb, der wiederum zur Entstehung hydraulischer Automatisierung führte, die moderne Düsenflugzeuge, Raumschiffe, numerisch gesteuerte Maschinen und leistungsstarke Muldenkipper steuert. Bergbaumähdrescher, Pressen und Bagger ... Somit hat das Pascalsche Gesetz in der modernen Welt große Anwendung gefunden. Da alle diese Mechanismen jedoch recht komplex und umständlich sind, wollte ich Geräte entwickeln, die auf dem Pascalschen Gesetz basieren, um mich selbst und meine Klassenkameraden zu überzeugen, von denen viele glauben, dass es dumm ist, Zeit mit „Antike“ zu verschwenden, wenn wir umzingelt sind moderne Geräte, dass dieses Thema immer noch interessant und relevant ist. Darüber hinaus wecken selbst erstellte Geräte in der Regel Interesse, regen zum Nachdenken, Fantasieren und sogar dazu an, die Entdeckungen der „tiefen Antike“ mit anderen Augen zu betrachten.

Objekt Meine Forschung basiert auf dem Gesetz von Pascal.

Ziel der Arbeit: experimentelle Bestätigung des Pascalschen Gesetzes.

Hypothese: Kenntnisse des Pascalschen Gesetzes können bei der Konstruktion von Baumaschinen hilfreich sein.

Praktische Bedeutung der Arbeit: Meine Arbeit stellt Experimente zur Demonstration im Physikunterricht in der 7. Klasse einer weiterführenden Schule vor. Die entwickelten Experimente können sowohl im Unterricht bei der Untersuchung von Phänomenen (ich hoffe, dass dies zur Bildung einiger Konzepte beim Studium der Physik beiträgt) als auch als Hausaufgabe für Schüler demonstriert werden.

Die vorgeschlagenen Installationen sind universell; eine Installation kann zur Demonstration mehrerer Experimente verwendet werden.

Kapitel 1. Unsere ganze Würde liegt in der Fähigkeit zu denken

Blaise Pascal (1623–1662) – französischer Mathematiker, Mechaniker, Physiker, Schriftsteller und Philosoph. Ein Klassiker der französischen Literatur, einer der Begründer der mathematischen Analysis, der Wahrscheinlichkeitstheorie und der projektiven Geometrie, Schöpfer der ersten Beispiele der Computertechnologie, Autor des Grundgesetzes der Hydrostatik. Pascal ging in die Geschichte der Physik ein, indem er das Grundgesetz der Hydrostatik aufstellte und Toricellis Annahme über die Existenz des atmosphärischen Drucks bestätigte. Die SI-Einheit des Drucks ist nach Pascal benannt. Das Pascalsche Gesetz besagt, dass der auf eine Flüssigkeit oder ein Gas ausgeübte Druck an jeden Punkt übertragen wird, ohne dass er sich in alle Richtungen ändert. Sogar das berühmte Gesetz von Archimedes ist ein Sonderfall des Gesetzes von Pascal.

Das Pascalsche Gesetz lässt sich anhand der Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen erklären, nämlich: Flüssigkeits- und Gasmoleküle erzeugen beim Auftreffen auf die Wände eines Behälters Druck. Der Druck steigt (sinkt) mit zunehmender (sinkender) Molekülkonzentration.

Es gibt ein weit verbreitetes Problem, das zum Verständnis der Wirkungsweise des Pascalschen Gesetzes herangezogen werden kann: Beim Abfeuern aus einem Gewehr entsteht ein Loch in einem gekochten Ei, da der Druck in diesem Ei nur in der Richtung seiner Bewegung übertragen wird. Ein rohes Ei zerbricht, da der Druck einer Kugel in einer Flüssigkeit nach dem Gesetz von Pascal in alle Richtungen gleichmäßig übertragen wird.

Es ist übrigens bekannt, dass Pascal selbst anhand des von ihm im Zuge seiner Experimente entdeckten Gesetzes eine Spritze und eine hydraulische Presse erfunden hat.

Praktische Bedeutung des Pascalschen Gesetzes

Die Funktionsweise vieler Mechanismen basiert auf dem Pascalschen Gesetz; ansonsten haben Eigenschaften von Gasen wie Kompressibilität und die Fähigkeit, Druck in alle Richtungen gleichmäßig zu übertragen, breite Anwendung bei der Konstruktion verschiedener technischer Geräte gefunden.

1. So wird in einem U-Boot Druckluft verwendet, um es aus der Tiefe zu heben. Beim Tauchen werden spezielle Tanks im Inneren des U-Bootes mit Wasser gefüllt. Das Gewicht des Bootes nimmt zu und es sinkt. Um das Boot anzuheben, wird in diese Tanks Druckluft gepumpt, die das Wasser verdrängt. Das Gewicht des Bootes nimmt ab und es schwimmt auf.

Abb.1. U-Boot an der Oberfläche: Die Hauptballasttanks (CBT) sind nicht gefüllt

Abb.2. U-Boot im Wasser: Das Central City Hospital war mit Wasser gefüllt

1. Geräte, die Druckluft verwenden, werden als pneumatisch bezeichnet. Dazu gehört beispielsweise ein Presslufthammer, der zum Aufbrechen von Asphalt, zum Auflockern von gefrorenem Boden und zum Zerkleinern von Steinen eingesetzt wird. Unter dem Einfluss von Druckluft erzeugt die Spitze eines Presslufthammers 1000–1500 Schläge pro Minute mit großer Zerstörungskraft.

1. In der Produktion werden ein Drucklufthammer und eine Druckluftpresse zum Schmieden und Bearbeiten von Metallen eingesetzt.

1. Druckluftbremsen werden in Lastkraftwagen und Schienenfahrzeugen eingesetzt. In U-Bahn-Wagen werden Türen mit Druckluft geöffnet und geschlossen. Der Einsatz von Luftsystemen im Transportwesen beruht auf der Tatsache, dass selbst wenn Luft aus dem System entweicht, diese durch den Betrieb des Kompressors wieder aufgefüllt wird und das System ordnungsgemäß funktioniert.
2. Der Betrieb eines Baggers basiert ebenfalls auf dem Pascalschen Gesetz, bei dem Hydraulikzylinder zum Antrieb von Auslegern und Schaufel verwendet werden.

Kapitel 2. Die Seele der Wissenschaft ist die praktische Anwendung ihrer Entdeckungen

Experiment 1 (Video, Methode zur Modellierung des Funktionsprinzips dieses Geräts in der Präsentation)

Die Wirkung des Pascalschen Gesetzes kann beim Betrieb einer hydraulischen Laborpresse beobachtet werden, die aus zwei verbundenen linken und rechten Zylindern besteht, die gleichmäßig mit Flüssigkeit (Wasser) gefüllt sind. Die Stopfen (Gewichte), die den Flüssigkeitsstand in diesen Zylindern anzeigen, sind schwarz hervorgehoben.

Reis. 3 Schema einer hydraulischen Presse

Reis. 4. Anwendung einer hydraulischen Presse

Was ist hier passiert? Wir drückten auf den Stopfen im linken Zylinder, wodurch die Flüssigkeit aus diesem Zylinder in Richtung des rechten Zylinders gedrückt wurde, wodurch der Stopfen im rechten Zylinder, dem Flüssigkeitsdruck von unten ausgesetzt war, angehoben wurde. Somit überträgt die Flüssigkeit Druck.

Ich habe das gleiche Experiment, nur in etwas anderer Form, zu Hause durchgeführt: eine Demonstration eines Experiments mit zwei miteinander verbundenen Zylindern – medizinischen Spritzen, die miteinander verbunden und mit flüssigem Wasser gefüllt waren.

Der Aufbau und das Funktionsprinzip einer hydraulischen Presse sind in einem Lehrbuch der 7. Klasse für weiterführende Schulen beschrieben.

Experiment 2 (Video, das mithilfe der Modellierungsmethode den Zusammenbau dieses Geräts bei einer Präsentation demonstriert)

Als Weiterentwicklung des vorherigen Experiments habe ich zur Demonstration des Pascalschen Gesetzes auch ein Modell eines hölzernen Minibaggers zusammengebaut, dessen Basis mit Wasser gefüllte Kolbenzylinder sind. Interessanterweise verwendete ich als Kolben, die den Ausleger und die Schaufel des Baggers heben und senken, medizinische Spritzen, die Blaise Pascal selbst erfunden hatte, um sein Gesetz zu bestätigen.

Das System besteht also aus gewöhnlichen medizinischen Spritzen von 20 ml (Funktion der Steuerhebel) und denselben Spritzen von 5 ml (Funktion der Kolben). Ich habe diese Spritzen mit Flüssigkeit gefüllt – Wasser. Zur Verbindung der Spritzen wurde ein Tropfsystem verwendet (sorgt für Abdichtung).

Damit dieses System funktioniert, drücken wir den Hebel an einer Stelle, der Wasserdruck wird auf den Kolben übertragen, auf den Stopfen, der Stopfen steigt – der Bagger beginnt sich zu bewegen, Baggerausleger und Schaufel werden abgesenkt und angehoben.

Dieses Experiment kann durch die Beantwortung der Frage nach § 36, Seite 87 des Lehrbuchs von A. V. Peryshkin für die 7. Klasse demonstriert werden: „Welche Erfahrungen können verwendet werden, um die Besonderheit der Druckübertragung durch Flüssigkeiten und Gase zu zeigen?“ Das Experiment ist auch von Interesse unter dem Gesichtspunkt der Verfügbarkeit der verwendeten Materialien und der praktischen Anwendung des Pascalschen Gesetzes.

Erlebnis 3 (Video)

Befestigen wir mit einem Kolben (Spritze) eine Hohlkugel (Pipette) mit vielen kleinen Löchern am Rohr.

Füllen Sie den Ballon mit Wasser und drücken Sie den Kolben. Der Druck im Rohr erhöht sich, Wasser beginnt durch alle Löcher auszuströmen und der Wasserdruck in allen Wasserströmen wird gleich sein.

Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden, wenn man Rauch anstelle von Wasser verwendet.

Dieses Experiment ist eine klassische Demonstration des Pascalschen Gesetzes, aber die Verwendung von Materialien, die jedem Schüler zur Verfügung stehen, macht es besonders effektiv und einprägsam.

Ein ähnliches Erlebnis wird in einem Schulbuch der 7. Klasse für weiterführende Schulen beschrieben und kommentiert.

Abschluss

Zur Vorbereitung auf den Wettbewerb habe ich:

• studierte theoretisches Material zu dem von mir gewählten Thema;
• erstellte selbstgebaute Geräte und führte einen experimentellen Test des Pascalschen Gesetzes an folgenden Modellen durch: einem Modell einer hydraulischen Presse, einem Modell eines Baggers.

Schlussfolgerungen

Das im 17. Jahrhundert entdeckte Gesetz von Pascal ist relevant und wird in unserer Zeit häufig bei der Konstruktion technischer Geräte und Mechanismen verwendet, die die menschliche Arbeit erleichtern.

Ich hoffe, dass die von mir gesammelten Installationen für meine Freunde und Klassenkameraden von Interesse sind und mir helfen, die Gesetze der Physik besser zu verstehen.