Розв’язування задач з теми тиск рідин і газів.

Урок 79. Розв’язування задач з теми тиск рідин і газів.

---

Мета уроку: закріпити знання учнів про тиск у рідинах і газах та сформувати вміння застосовувати закон Паскаля, інформацію про гідростатичний та атмосферний тиск; навчати застосовувати набуті знання для розв’язування задач наближених до життєвих ситуацій та завдань ЗНО/НМТ.

Очікувані результати для вчителя:

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова:

• тиск
• сила
• площа поверхні
• рідини
• гази
• хаотичний рух молекул
• стискання газів
• температура
• об’єм
• закон Паскаля
• передавання тиску
• гідростатичний тиск
• густина рідини
• глибина
• сполучені посудини
• атмосферний тиск
• маса повітря
• барометр
• висота ртутного стовпа
• зміна тиску з висотою

План уроку:

1. Теоретичний блок
2. Практичний блок 
3. Попрактикуймо самостійно
4. Рефлексія

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 12 хв

Звичайне опитування учнів можна перетворити в невеличке шоу. Не зважайте на те, що вони вже в 10 класу, вони все одно хочуть інколи гратися та веселитися.

Варіанти опитування:

1. Учитель кидає м’який м’яч, учень, який зловив м’яч, відповідає і одразу кидає м’яч іншому, який відповідає на наступне питання. І так далі. 
2. Роздрукувати питання на карточках і дозволяти витягувати карту учням навмання
3. Кожному прізвищу учня відповідає певний номер у списку журналу. Можна скористатися наступним посиланням для вибору того, хто буде відповідати на питання https://pickerwheel.com/tools/random-number-generator/?utm_source
4. Дівчата проти хлопців. Команда дівчат вибирає питання і хлопця, який відповість на питання. Потім те ж саме роблять хлопці.

1. Що називають тиском і за якою формулою його обчислюють для твердих тіл?
2. Якою є одиниця тиску в SI та що вона означає фізично?
3. Чому тиск рідини або газу пов’язаний із хаотичним рухом молекул?
4. Чому гази легко стискаються, а рідини — майже ні?
5. Як змінюється тиск газу в циліндрі при зменшенні об’єму за сталої температури?
6. Як впливає підвищення температури на тиск газу в замкненій посудині? 
7. Сформулюй закон Паскаля своїми словами.
8. Чому тиск, створений у рідині, передається в усіх напрямках однаково?
9. Що називають гідростатичним тиском?
10. Від яких величин залежить гідростатичний тиск і за якою формулою його обчислюють?
11. Чому гідростатичний тиск не залежить від форми посудини?
12. Чому тиск рідини діє на занурене тіло з усіх боків?
13. Що таке сполучені посудини?
14. За якої умови рівні рідини в сполучених посудинах розташовуються на одній висоті?
15. Як співвідносяться висоти стовпів різних незмішуваних рідин у сполучених посудинах?
16. Що називають атмосферним тиском і чому він існує?
17. Який дослід доводить, що повітря має масу?
18. У чому полягає дослід Торрічеллі і яке фізичне явище він пояснює?
19. Чому висота ртутного стовпа в барометрі становить приблизно 760 мм?
20. Як змінюється атмосферний тиск із висотою і чому це відбувається?
21. Яким чином барометр-анероїд реагує на зміну атмосферного тиску?
22. Чому зменшення атмосферного тиску часто пов’язане з погіршенням погоди?

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 18 хв

Завдання № 1

Під час туристичного походу в горах на висоті близько 3000–4000 м турист дістає зі рюкзака звичайну кулькову авторучку, якою ще вранці писав у долині. Через деякий час він помічає, що ручка починає протікати: чорнило витікає, хоча ручку не стискали і вона не має пошкоджень (рис.1).

Джерело: https://chatgpt.com/

Відповідь:

На великій висоті атмосферний тиск значно менший, ніж у долині. Усередині авторучки тиск повітря залишається більшим, ніж зовнішній, тому повітря виштовхує чорнило назовні. Унаслідок цієї різниці тисків чорнило починає витікати, навіть без механічного натискання на ручку.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання № 2

Під час наукової експедиції рибалки випадково виловили глибоководну рибу з великої глибини та швидко підняли її на поверхню. Опинившись на мілководді, риба виглядала сильно роздутою, втратила здатність рухатися і незабаром загинула, хоча температура води та вміст кисню істотно не відрізнялися від умов на глибині.

Відповідь:

На великій глибині на рибу діє дуже високий тиск води. Під час швидкого підйому на поверхню зовнішній тиск різко зменшується, але гази всередині організму риби (зокрема в плавальному міхурі та тканинах) не встигають пристосуватися. Унаслідок цього гази різко розширюються, пошкоджують внутрішні органи, риба втрачає рухливість і гине.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання № 3

Чому у пасажирів літака можуть закладати вуха під час зльоту літака? Чому пасажири в літаку не відчувають вплив низького атмосферного тиску (рис2)?

Джерело: https://chatgpt.com/

Відповідь:

1. Під час зльоту літак швидко набирає висоту, зовнішній тиск зменшується, а тиск у середньому вусі не встигає одразу змінитися. Через різницю тисків виникає відчуття «закладених» вух.
2. Пасажири не відчувають низького атмосферного тиску, оскільки салон літака герметичний і в ньому підтримується підвищений тиск, близький до тиску на невеликій гірській висоті.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання № 4

 (ЗНО/НМТ)

У три посудини налили однакову рідину (рис.3). Тиск рідин на дно буде

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	однаковий у всіх посудинах
Б	найбільший у посудині 1
В	найбільший у посудині 2
Г	найбільший у посудині 3

Відповідь:

А

Завдання № 5

 (ЗНО/НМТ)

Відкриту з обох кінців U-подібну трубку заповнено незмішуваними рідинами – гасом і водою (рис.4). У якому з рядків обидва твердження щодо тиску в зазначених на рисунку є правильним?

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	pA=pB;pE=pF
Б	pC>pD; pE=pB
В	pC=pD; pE=pF
Г	pE>pF; pC=pD

Відповідь:

В

Завдання № 6

(ЗНО/НМТ)

Дві трубки із запаяними верхніми кінцями частково заповнено знизу водою. У якій із відповідей правильно вказано співвідношення між тиском повітря в точках А,В,С (рис.5)? Капілярні явища не враховуй.

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	pA<pC<pB
Б	pA<pB<pC
В	pC<pA<pB
Г	pB<pA<pC

Відповідь:

А

Завдання № 7

(ЗНО/НМТ)

У ліве коліно U-подібної трубки, заповненої водою, долили деяку кількість олії (рис.6). У якій з відповідей правильно зазначено співвідношення між тисками в точках А,В,С,D? Олія не змішується з водою.

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	pB<pA<pC<pD
Б	pA<pB<pC<pD
В	pD<pC<pB<pA
Г	pA<pC<pB<pD

Відповідь:

А

Завдання № 8

Юпітер — найбільша планета Сонячної системи. Атмосферний тиск на його поверхні становить 9,87 атм. Герметичний циліндричний контейнер, що використовується для експерименту має діаметр 1,6 м і розміщується в атмосфері Юпітера (рис.7). Яку силу атмосферного тиску Юпітера зазнає дно контейнера?

Джерело: https://chatgpt.com

Відповідь:

p=9.87 атм≈1000000 Па

​

(1)  

​

(2)  

Завдання № 9

Атмосферний тиск над плавальним басейном змінюється з 755 до 765 мм рт. ст. Дно басейну має розміри 12 м × 24 м (рис.8). На скільки збільшиться сила, що діє на дно басейну?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Відповідь:

​

(3)  

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 12 хв

• Рівень А: 1,2
• Рівень В: 2,3
• Рівень С:1,2,3

1. Визнач, на скільки менший атмосферний тиск на 101-му поверсі хмарочоса на рівні підлоги, ніж на 1-му також на рівні підлоги. Уважай, що прискорення вільного падіння 10м/с2, густина повітря становить 1,3 кг/м3, а висота кожного поверху становить 3м. Відповідь надай у кПа.
2. Підводний човен застряг на дні океану, а його люк розташований на глибині 125 м нижче поверхні води (ρ=1030кг/м3). Обчисліть силу, необхідну для відкриття люка зсередини, якщо люк має круглу форму та діаметр 0,45 м. Тиск повітря всередині човна дорівнює 1атм. Чому неможливо відкрити люк на такій глибині?
3. Верхня частина водяного бака поділена перегородкою на дві сполучені секції, як показано на рисунку. В одну секцію налили рідину невідомої густини, яка не змішується з водою. Унаслідок цього рівень води в іншій секції піднявся. За кінцевими рівнями рідин на рисунку 8 визнач густину налитої рідини.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(4)  

Це відповідає масі приблизно 20 тонн на Землі — тому на такій глибині люк фізично неможливо відкрити вручну.

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 3 хв

Оціни від 1 до 5, наскільки добре ти зараз розумієш що таке:

• гідростатичний тиск;
• закон Паскаля;
• сполучені посудини;
• атмосферний тиск.

---

Спостереження «Тиск у повсякденному житті»

Мета: навчитися помічати прояви тиску навколо себе.

Завдання:

Протягом одного дня знайди 3 різні ситуації, у яких проявляється:

• атмосферний тиск;
• тиск рідини;
• тиск газу.

Для кожної ситуації:

• опиши її (1–2 речення);
• поясни, який саме тиск діє і чому;
• вкажи, від чого цей тиск залежить.

Урок 79. Розв’язування задач з теми тиск рідин і газів.

---

Мета уроку: закріпити знання учнів про тиск у рідинах і газах та сформувати вміння застосовувати закон Паскаля, інформацію про гідростатичний та атмосферний тиск; навчати застосовувати набуті знання для розв’язування задач наближених до життєвих ситуацій та завдань ЗНО/НМТ.

Очікувані результати для учнівства:

Ключові слова:

• тиск
• сила
• площа поверхні
• рідини
• гази
• хаотичний рух молекул
• стискання газів
• температура
• об’єм
• закон Паскаля
• передавання тиску
• гідростатичний тиск
• густина рідини
• глибина
• сполучені посудини
• атмосферний тиск
• маса повітря
• барометр
• висота ртутного стовпа
• зміна тиску з висотою

План уроку:

1. Теоретичний блок
2. Практичний блок 
3. Попрактикуймо самостійно
4. Рефлексія

---

1. Що називають тиском і за якою формулою його обчислюють для твердих тіл?
2. Якою є одиниця тиску в SI та що вона означає фізично?
3. Чому тиск рідини або газу пов’язаний із хаотичним рухом молекул?
4. Чому гази легко стискаються, а рідини — майже ні?
5. Як змінюється тиск газу в циліндрі при зменшенні об’єму за сталої температури?
6. Як впливає підвищення температури на тиск газу в замкненій посудині? 
7. Сформулюй закон Паскаля своїми словами.
8. Чому тиск, створений у рідині, передається в усіх напрямках однаково?
9. Що називають гідростатичним тиском?
10. Від яких величин залежить гідростатичний тиск і за якою формулою його обчислюють?
11. Чому гідростатичний тиск не залежить від форми посудини?
12. Чому тиск рідини діє на занурене тіло з усіх боків?
13. Що таке сполучені посудини?
14. За якої умови рівні рідини в сполучених посудинах розташовуються на одній висоті?
15. Як співвідносяться висоти стовпів різних незмішуваних рідин у сполучених посудинах?
16. Що називають атмосферним тиском і чому він існує?
17. Який дослід доводить, що повітря має масу?
18. У чому полягає дослід Торрічеллі і яке фізичне явище він пояснює?
19. Чому висота ртутного стовпа в барометрі становить приблизно 760 мм?
20. Як змінюється атмосферний тиск із висотою і чому це відбувається?
21. Яким чином барометр-анероїд реагує на зміну атмосферного тиску?
22. Чому зменшення атмосферного тиску часто пов’язане з погіршенням погоди?

---

Завдання № 1

Під час туристичного походу в горах на висоті близько 3000–4000 м турист дістає зі рюкзака звичайну кулькову авторучку, якою ще вранці писав у долині. Через деякий час він помічає, що ручка починає протікати: чорнило витікає, хоча ручку не стискали і вона не має пошкоджень (рис.1).

Джерело: https://chatgpt.com/

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання № 2

Під час наукової експедиції рибалки випадково виловили глибоководну рибу з великої глибини та швидко підняли її на поверхню. Опинившись на мілководді, риба виглядала сильно роздутою, втратила здатність рухатися і незабаром загинула, хоча температура води та вміст кисню істотно не відрізнялися від умов на глибині.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання № 3

Чому у пасажирів літака можуть закладати вуха під час зльоту літака? Чому пасажири в літаку не відчувають вплив низького атмосферного тиску (рис2)?

Джерело: https://chatgpt.com/

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання № 4

 (ЗНО/НМТ)

У три посудини налили однакову рідину (рис.3). Тиск рідин на дно буде

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	однаковий у всіх посудинах
Б	найбільший у посудині 1
В	найбільший у посудині 2
Г	найбільший у посудині 3

Завдання № 5

 (ЗНО/НМТ)

Відкриту з обох кінців U-подібну трубку заповнено незмішуваними рідинами – гасом і водою (рис.4). У якому з рядків обидва твердження щодо тиску в зазначених на рисунку є правильним?

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	pA=pB;pE=pF
Б	pC>pD; pE=pB
В	pC=pD; pE=pF
Г	pE>pF; pC=pD

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання № 6

(ЗНО/НМТ)

Дві трубки із запаяними верхніми кінцями частково заповнено знизу водою. У якій із відповідей правильно вказано співвідношення між тиском повітря в точках А,В,С (рис.5)? Капілярні явища не враховуй.

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	pA<pC<pB
Б	pA<pB<pC
В	pC<pA<pB
Г	pB<pA<pC

Завдання № 7

(ЗНО/НМТ)

У ліве коліно U-подібної трубки, заповненої водою, долили деяку кількість олії (рис.6). У якій з відповідей правильно зазначено співвідношення між тисками в точках А,В,С,D? Олія не змішується з водою.

Джерело: https://zno.osvita.ua/physics/

А	pB<pA<pC<pD
Б	pA<pB<pC<pD
В	pD<pC<pB<pA
Г	pA<pC<pB<pD

Завдання № 8

Юпітер — найбільша планета Сонячної системи. Атмосферний тиск на його поверхні становить 9,87 атм. Герметичний циліндричний контейнер, що використовується для експерименту має діаметр 1,6 м і розміщується в атмосфері Юпітера (рис.7). Яку силу атмосферного тиску Юпітера зазнає дно контейнера?

Джерело: https://chatgpt.com

Завдання № 9

Атмосферний тиск над плавальним басейном змінюється з 755 до 765 мм рт. ст. Дно басейну має розміри 12 м × 24 м (рис.8). На скільки збільшиться сила, що діє на дно басейну?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

• Рівень А: 1,2
• Рівень В: 2,3
• Рівень С:1,2,3

1. Визнач, на скільки менший атмосферний тиск на 101-му поверсі хмарочоса на рівні підлоги, ніж на 1-му також на рівні підлоги. Уважай, що прискорення вільного падіння 10м/с2, густина повітря становить 1,3 кг/м3, а висота кожного поверху становить 3м. Відповідь надай у кПа.
2. Підводний човен застряг на дні океану, а його люк розташований на глибині 125 м нижче поверхні води (ρ=1030кг/м3). Обчисліть силу, необхідну для відкриття люка зсередини, якщо люк має круглу форму та діаметр 0,45 м. Тиск повітря всередині човна дорівнює 1атм. Чому неможливо відкрити люк на такій глибині?
3. Верхня частина водяного бака поділена перегородкою на дві сполучені секції, як показано на рисунку. В одну секцію налили рідину невідомої густини, яка не змішується з водою. Унаслідок цього рівень води в іншій секції піднявся. За кінцевими рівнями рідин на рисунку 8 визнач густину налитої рідини.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

---

Оціни від 1 до 5, наскільки добре ти зараз розумієш що таке:

• гідростатичний тиск;
• закон Паскаля;
• сполучені посудини;
• атмосферний тиск.

---

Спостереження «Тиск у повсякденному житті»

Мета: навчитися помічати прояви тиску навколо себе.

Завдання:

Протягом одного дня знайди 3 різні ситуації, у яких проявляється:

• атмосферний тиск;
• тиск рідини;
• тиск газу.

Для кожної ситуації:

• опиши її (1–2 речення);
• поясни, який саме тиск діє і чому;
• вкажи, від чого цей тиск залежить.