Презентация на тему по физике Исследовательская задача Воронка и шарик

в воронке, продувая через
неё воздух. Объясните явление и исследуйте

существенные для него параметры. 

при продувании через нее
воздуха.
собрать экспериментальную установку

для проведения опыта
изучить теоретический материал по теме
исследования
исследовать зависимость поведения шарика
от: формы воронки
материала воронки
размеров воронки
интенсивности воздушного потока
положения воронки
массы шарика

различных материалов.
2. Воронки разных геометрических размеров из различных материалов

(стекло, пластмасса).
3. Пылесос (модернизирован на выдув)
4. Гофрированный шланг.
5. Транспортир.

прижат пальцем к перевернутой воронке, на него действуют силы

тяжести и сила
давления воздушной струи.
После того, как палец убран, шарик начинает движение вниз под действием этих сил. При этом образуется зазор между шариком и воронкой, куда проникает поток
воздуха. Согласно закону Бернулли, в этом

зазоре давление меньше атмосферного, которое действует на поверхность шарика, расположенную снаружи.
Возникает равнодействующая сил, направленная в сторону узкого основания воронки. Если она больше силы тяжести, шарик начинает
двигаться вверх. Он снова закрывает зазор.
Процесс повторяется снова. Шарик совершает колебательное движение малой амплитуды, не покидая воронку.

Fбер

Fбер

Faтм

Fт

внутрь воронки шарик.
Направили

на шарик воздушную струю следующими
способами: с помощью выдыхания воздуха, пылесосом
на различных скоростях.
Наблюдали, что в некоторых случаях шарик не падал, а
оставался внутри воронки

- υ12)
Чем быстрее мимо мяча проходит воздух, тем меньшее

давление он оказывает на мяч. Давление воздуха над мячом гораздо меньше, чем под ним, поэтому мячик поддерживается находящимся под ним воздухом.

Давление внутри потока жидкости или газа обратно пропорционально скорости этого потока (закон Бернулли)

сила. Она пропорциональна углу атаки а.
Угол атаки– угол

между направлением движения шарика и
хордой, направленной на узкую щель между шариком и воронкой.

Чем больше угол раскрытия
воронки, тем меньше угол
атаки.
Следовательно,
удержание шарика должно
зависеть от угла раскрытия
воронки.

Теоретические сведения

Хорда

Направление
движения

Угол атаки

производительность (П) пылесоса на выдув с
помощью воздушного

шарика. П = 1 литр в секунду или 0,001 м3/с

П=V/∆t, где V=4πr3/3

с разной площадью входного отверстия

v = П/S S = πd2/4
v-скорость воздушного потока, выходящего из узкого основания воронки
S – площадь сечения узкого основания воронки.

Вывод:
чем меньше размеры входного отверстия воронки, тем больше
скорость воздуха в ее основании.

шарика (d=0,007 м, α=60◦)
Выводы:
материал воронки

влияет на поведение
шариков в ней
шарик большей массы
удерживается хуже

стеклянной воронке (α=60◦ , mш =2,7г )
Вывод: поведение шарика

в воронке зависит
от скорости воздушного потока. Чем меньше
скорость, тем сложнее удержать шарик.

(mш =2,7 г,d=0,007м)
Вывод: при увеличении
угла раскрытия воронки,
уменьшается

угол атаки,
что, в свою очередь,
приводит к уменьшению
подъемной силы.
Следовательно, шарик
будет удерживаться хуже

шарика (m= 3 г , α=60◦, d=0,007 м)
Вывод: поведение

шарика в воронке зависит от материала
шарика при прочих равных условиях. Предполагаем, что
ворсинки ткани (шероховатость поверхности) приводят
к уменьшению скорости воздушного потока)

стеклянной воронки относительно вертикали
Вывод: на поведение шарика влияет положение

оси воронки от
вертикали.

зависит от:
скорости воздушного потока - чем меньше скорость, тем

сложнее удержать шарик;
угла раскрытия воронки – при увеличении угла удержание шарика хуже;
материала, из которого изготовлен шарик - пластмассовый шарик удерживается лучше;
материала, из которого изготовлена воронка – в стеклянной воронке удержание хуже;
массы шарика – при увеличении массы шарика удержание ухудшается;
угла наклона воронки – при возрастании угла удержание улучшается.