Тұтқыр сұйықтың ағысы. Стокс формуласы. Дененің қапталдай ағуы. Есептер шығару. Физика, 10 сынып, сабақ жоспары.

Ұзақ мерзімді жоспар бөлімі:

10.2.5. Сұйықтар мен газдардың механикасы

Күні:

Сынып: 10

Тұтқыр сұйықтың ағысы. Стокс формуласы. Дененің қапталдай ағуы. Есептер шығару.

Жаңа тақырыпты меңгеру

10.2.5.3 – Торричелли формуласын эксперименттік және сапалық, сандық есептеулерде қолдану.

Барлығы: сұйық ағынының жылдамдығы мен қысымының ара қатынасын біледі, түтіктегі сұйықтың қозғалысын қажетті терминдерді қолдана отырып түсіндіре алады.

Көпшілігі: Сұйық бағанының түсіретін қысымын р =ρgh формуласы бойынша есептей алады.Монометрлер мен барометрлер үшін сұйықтың маңызын түсіндіре алады.

Кейбіреуі: Сұйықтың тұтқырлығын және сығылғыштығын түсіндіре алады. Ағын сызықтарын ламинар және турбулент ағындарын түсіндіргенде дұрыс қолдана алады.

Білу. Түсіну. Қолдану. Математикалық сауаттылық. Бағалау.

Пәнге тән лексика мен терминология:

Идеал сұйық, реал немесе нақты сұйық, ламинар, турбулентті ағындар, ағын түтігі, ағын сызықтары, сұйықтың тұтқырлығы, үзіліссіздік теңдеуі, Бернулли теңдеуі, қысымның айырымы. Стокс формуласы, Торричелли формуласы, ағын жылдамдығы.

Диалог және жазу үшін пайдалы фразалар:

Үзіліссіздік теңдеуі идеал сұйық үшін ғана дұрыс.

Идеал сұйық өмірде кездеспейді, идеал сұйық түсінігі сұйықтың динамикасы бойынша кейбір есептер шығарғанда қолданылады.

Сабақ бойында оқушыларда қалыптасады бір-бірін сыйлау, ашықтық және бірігіп жұмыс жасай алу.

Биология, география, математика

Электрондық оқу құралдарымен жұмыс істеу.

Кинематика 7 , 9 сыныптар – қозғалыс теңдеулері, оны графиктік түрде кескіндеу.

Динамика 7 сынып – масса, салмақ, тығыздық; инерция;

Сақталу зағдары 7 сынып–энергияның сақталу заңы.

Динамика 9 сынып –Ньютонның заңдары; қолдану: F = ma

Жылу физикасы 8 сынып – сұйықтағы қысым; Архимед заңы.

Сабақтағы жоспарланған іс-әрекет

Ұйымдастыру кезеңі.

W Жаңа ақпарат

Пуазейль заңы — сығылмайтын, тұтқыр сұйықтың жұқа цилиндр түтігіндегі қозғалысына арналған заң. Бұл заңды 1839 Г. Хаген эксперимент арқылы анықтаған, ал 1840—1841 жылдары одан тәуелсіз Ж. Л. Пуазейль ашқан. Теориялық түсіндірмесін Г. Стокс 1845 жылы берген. Егер түтік арқылы сығылмайтын сұйықтың ламинар ағысы орнығатын болса, түтіктің қимасы арқылы әр секундта ағып шығатын оның көлемдік шығыны түтіктің бірлік ұзындығындағы қысымның айырымына және түтіктің төртінші дәрежесіне тура пропорционал, ал сұйықтың тұтқырлығына кері пропорционал.

Мұндағы

ρ — түтіктің бойындағы қысымның айырымы, Па;

Q — сұйықтың көлемдік шығыны, м³/с;

R— түтіктің радиусы, м;

d — түтіктің диаметрі, м;

ղ — тұтқырлық коэффициенті, Па•с;

l — түтіктің ұзындығы, м.

Бұл формула сұйықтың тұтқырлығын анықтауға қолданылады. Сұйықтың тұтқырлығын Сток әдісі бойынша да анықтауға болады.

r- шариктің радиусы, v- шариктің жылдамдығы. Шарик тұтқыр сұйықта қозғалған кезде оған әсер ететін күштер:

а) ауырлық күші mg =g ,

в)кері итеруші (Архимед) күш F_A= mg =g, m-шарик ығыстырған сұйықтың массасы, сұйықтың тығыздығы.

c)Стокс формуласы бойынша табылатын кедергі күші.

Бейнематериал көру:

Стокс әдісі бойынша сұйықтың тұтқырлығын анықтау https://www.youtube.com/watch?v=1jfF-qc8LSA

(3мин31с)

G Жұптық жұмыс. Сапалық есептер шығару :

1. Сұйықтың тұрақты ағысы қимасы өзермелі түтіктің бойымен ағады. Түтіктің 1 және 2 нүктелердің арасындағы А бөлігіне F күшпен әсер етеді.Неліктен 2 аймақтағы ағын жылдамдығы 1 аймақтағы жылдамдыққа қарағанда көбірек? Жауабыңызды негіздеңіз.

2.Сумен жабдықтау станциясы тұрғын үйдің бірінші қабатында судың қысымының 5 атм теңдігін қамтамасыз етеді. Кедергіні ескермеңіз. Краннан ағатын судың 1-, 2-, 3- қабаттарындағы жылдамдықтарын есептеңіз. Көршілес қабаттардың ара қашықтығы 4 м. Қандай қабатқа су көтеріле алмайды? [Жауабы 28,0; 27,3; 26,5 м/с. 12-қабат]

G Жұптық жұмыс. Сапалық есептер шығару :

3. Сұйықтың тұрақты ағысы қимасы өзермелі түтіктің бойымен ағады. Түтіктің 1 және 2 нүктелердің арасындағы А бөлігіне F күшпен әсер етеді.Неліктен 2 аймақтағы ағын жылдамдығы 1 аймақтағы жылдамдыққа қарағанда көбірек? Жауабыңызды негіздеңіз.

4.Сумен жабдықтау станциясы тұрғын үйдің бірінші қабатында судың қысымының 5 атм теңдігін қамтамасыз етеді. Кедергіні ескермеңіз. Краннан ағатын судың 1-, 2-, 3- қабаттарындағы жылдамдықтарын есептеңіз. Көршілес қабаттардың ара қашықтығы 4 м. Қандай қабатқа су көтеріле алмайды? [Жауабы 28,0; 27,3; 26,5 м/с. 12-қабат]

Қатемен жұмыс

Тақтада жұмыс істеу

5.Суретте су құйылған ыдыс көрсетілген, ыдыстың түбінде тесігі бар. Ыдыстың қимасының ауданы  S₁, тесіктің қимасының ауданы S₂ (сурет. 2). Ыдыстағы су деңгейінің үдеуін есептеңіз.

Шешуі:

Сұйық сығылмайды деп есесептейік. Үзіліссіздік теңдеуі пайдаланылады.

S₁v₁ = S₂v₂, (1)v₁ –ыдыстағы судың жылдамдығы, v₂ – ағатын судың жылдамдығы.Бірінші теңдеудің туындысын табайық (1)

,Мұндағы  - ыдыстағы судың үдеуі,  - ағатын судың үдеуі, себебі ағатын судың қозғалысы үдемелі (еркін түсу). Сондықтан,

.

Жауабы:  . 

Түсіндіруді қажет ететін, талдауға арналған есеп

6. Су түтіктің кең аймағымен 0.5 м/с жылдамдықпен ағады. Егер түтіктің екі жағының қысымдарының айырмасы 1.33 кПа болса, судың тығыздығын 10³ кг/м³ деп есептеп, түтіктің тар аймағындағы ағынның жылдамдығын табыңыз.

Шешуі:

Бернулли теңдеуін жазамыз:

Есептің шарты бойынша түтік горизонталь орналасқан, сондықтан ρ₁g₁h₁= ρ₂g₂h₂. Бернулли теңдеуі ықшамдалады:

W, G Есептер шығарылады, мұғалімнің көмегімен түзету жұмыстары орындалады.

7. Диаметрі D = 0,5 м цилиндр тәрізді ыдыстың түбінде диаметрі d = 1 см тесігі бар. Ыдыстағы судың h деңгейінің төмендеу жылдамдығының заңдылығын табыңыз.Осы жылдамдықтың h = 0,2 м биіктіктегі мәнін есептеңіз.

8. Үстелдің үстінде су құйылған ыдыс тұр. Ыдыстың бүйірінде түбінен h₁биіктікте, ал судың деңгейінен h₂ тереңдікте орналасқан тесік бар. Судың деңгейі тұрақты етіп ұсталынады. Ыдыстан қандай l қашықтықта горизонталь бағытта су үстелге келіп түседі, егер: а) h₁= 25 см, h₂=16см ; б) h₁ =16 см, h₂= 25 см болса?

9. Ыдысқа су құйылады. Бірлік уақытта құйылатын судың көлемі V₁= 0,2 л/с. Ыдыстағы судың биіктігі тұрақты h =8.3cм болуы үшін ыдыстың түбіндегі тесіктің d диаметрі қандай болуы керек?

G Рефлексия: Есеп шығаруда кездескен қандай қиындықтар болды? Ол қиындықтарды қалай жеңуге болады?

Саралау – оқушыларға қалай көбірек қолдау көрсетуді жоспарлайсыз? Қабілеті жоғары оқушыларға қандай міндет қоюды жоспарлап отырсыз?

Денсаулық және қауіпсіздік техникасының сақталуы

Саралау іріктелген тапсырмалар, нақты бір оқушыдан күтілетін нәтижелер, оқушыға дербес қолдау көрсету, оқу материалдары мен ресурстарын оқушылардың жеке қабілеттерін есепке ала отырып іріктеу (Гарднердің жиындық зият теориясы) түрінде болуы мүмкін.

Саралау уақытты ұтымды пайдалануды есепке ала отырып, сабақтың кез-келген кезеңінде қолданыла алады

Денсаулық сақтау технологиялары.

Сергіту сәттері мен белсенді іс-әрекет түрлері.

Осы сабақта қолданылатын Қауіпсіздік техникасы ережелерінің тармақтары

Сабақ бойынша рефлексия

Сабақ мақсаттары/оқу мақсаттары дұрыс қойылған ба? Оқушылардың барлығы ОМ қол жеткізді ме?

Жеткізбесе, неліктен?

Сабақта саралау дұрыс жүргізілді ме?

Сабақтың уақыттық кезеңдері сақталды ма?

Сабақ жоспарынан қандай ауытқулар болды, неліктен?

Бұл бөлімді сабақ туралы өз пікіріңізді білдіру үшін пайдаланыңыз. Өз сабағыңыз туралы сол жақ бағанда берілген сұрақтарға жауап беріңіз.

Жалпы баға

Сабақтың жақсы өткен екі аспектісі (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақты жақсартуға не ықпал ете алады (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақ барысында сынып туралы немесе жекелеген оқушылардың жетістік/қиындықтары туралы нені білдім, келесі сабақтарда неге көңіл бөлу қажет?