Гидростатикалық парадокс

Факультатив жоспары

Мұғалім: Айтқалиев Е.Қ.

Сабақтың тақырыбы: Гидростатикалық парадокс.

Мақсаты: оқушыларға гидростатикалық парадокспен таныстырып, одан қалай шығатынын түсіндіріп, білім дағдыларын қалыптастыру; шығармашылыққа баулу, оқушылардың ой-өрісін дамыту.

Көрнекіліктері: суреттер, слайд.

Орындалу тәртібі:

І. Ұйымдастыру кезеңі.

ІI. Факультативтің барысы:

Суретте көлемдері әртүрлі үш ыдыс көрсетілген. Олардың түбілерінің аудандары бірдей, бірақ үстіңгі бөліктерінің диаметрлері бірдей. Егер ыдыстарға бірдей сұйықтықты бірдей деңгейде құйса, онда сол жақтағы ыдыстағы сұйықтықтың массасы ең аз, ал оң жақтағы ыдыста – ең көп болады. Суретке қараңыз:

Бір қарағаннан, сол жақтағы ыдыстың түбіне түсірілетін қысым ең аз, ал оң жақтағы ыдыстың түбіне түсірілетін қысым ең көп болып көрінеді. Бірақ бұл – болжам ғана, оны тәжірибе жүзінде тексеру қажет. Ыдыстардың берік түптерін резеңке қабықшаға алмастырып, олардың қалай созылатынын байқайық. Екінші суретке назар аударыңыз:

Біз ыдыстардың түбіндегі резеңке қабықшаның сыртқа бүгілгенін көріп тұрмыз. Бұл кезде олардың қозғалыстары тілшеге беріледі. Тәжірибе, су бағанының биіктігінің бірдей болуы кезінде тілшелер бірдей ауытқитынын көрсетеді. Тәжірибе бойынша қорытынды: сұйықтықтың ыдыстың түбіне түсіретін қысымы ыдыстың пішініне, көлеміне тәуелсіз болады!

Осылайша, біз парадоксқа тап болдық (грекше «парадоксос» – күтпеген, оғаш). Толығырақ айтқанда ол гидростатикалық парадокс (грекше «гидор» – су, сұйықтық және «статос» – қозғалмайтын) деп аталады. Оның физикалық мағынасы бойынша, ыдысқа құйылған судың салмағы оның қысымынан түрліше болады (сол және оң ыдыстар үшін).

Пайда болған тығырықтан қалай шығуға болады? Яғни тәжірибе нәтижесі мен біздің масса (салмақ) жайлы болжамымызды қалай «теңестіруге» болады?

Әр ыдыстың түбіне түсетін қысымды формуласы арқылы есептеуге болады. Егерде ыдыстарға бірдей сұйықтық құйылса, қысымдары да бірдей болады, себебі сұйықтық бағандарының биіктіктері бірдей.

Сұйықтықтың әр ыдыстың түбіне түсіретін күшін формуласы бойынша есептеуге болады. Бірінші формуланы екіншіге қоя отырып, алатынымыз: . Бұл теңдіктің оң жағында орналасқан барлық өлшемдер, барлық үш ыдыс үшін бірдей. Осылайша, барлық үш ыдыстың түбіне әрекет ететін күштер де тең болады.

Көріп тұрғаныңыздай, соңғы формулада сұйықтықтың массасы да, салмағы да жоқ. Осылайша, ыдыстардың түбіне түсірілетін қысым күші аталған шамалардан тәуелсіз болады. Осылайша шешімін табамыз – бастапқыда біз дұрыс емес болжам жасадық, бұл болжамдар тәжірибе көмегімен расталған жоқ.

Қорытынды сөз: Біз бүгінгі сабақта гидростатикалық парадокспен танысып, пайда болған тығырықтан қалай шығу керек екендігімен таныстық. Осылайша, сұйықтықтың ыдыстың түбіне түсіретін қысымы ыдыстың пішініне, көлеміне, сұйықтықтың массасына тәуелді болмайтынына, сұйықтық бағанының биіктігіне тәуелді болатынына көз жеткіздік.

ІII. Рефлексия:

1. Гидростатика грек тілінен қалай аударылады?

2. Сұйықтықтың ыдыс түбіне түсіретін қысымы қандай шамаларға тәуелді?

3. Сұйықтықтың ыдыс түбіне түсіретін қысымын қандай формула арқылы есептеуге болады?

Бүгінгі сабағымыз аяқталды, сау болыңыздар!