csoscience.files.wordpress.com · web viewmachines like this are called hydraulic machines. figure...

Grade 9 | Unit 9P.1 Pressure

1


Pressure Standards

18.1 Calculate the pressure exerted by a force knowing the area over which it acts.

Objectives: 1- Calculate the pressure exerted by a force knowing the area

over which it acts

You can push a drawing pin into a piece of wood - but you cannot push your finger into the wood even if you exert a larger force. Why? What is the difference between a sharp knife and a blunt knife?The difference in each case is a difference of AREA the point of the drawing pin and the edge of the sharp knife has a small area.Force acting over a small area exerts a large pressure.

لقوة المؤثرة على مساحة صغيرة تولد ضغط كبيرا .

OR

2

Pressure: is force per unit area.وحدة : على المؤثرة القوة هو الضغط

المساحات

Key WordsArea مس?ا?ح?ة?Force ق?و?ة?

Newton ني?وت?ن?Pressure ?ا?ل?ض?غ?طPascal با?س?ك?ا?ل?


The pressure’s unit is Newton per square meter (N/m 2 ). This unit is also called the Pascal (Pa) , named after Blaise Pascal, who investigated air pressure.

وحدة قياس الضغط تسمي باسكالWhy do you think Eskimos wear snow-shoes? الثلوج أحذية ارتداء اإلسكيمو تعتقد لماذا

Figure 1

Example 1: An elephant weighing 40 000 N stands on one foot of area 1000 cm2. What pressure is exerted on the ground? نيوتن يقف على رجل واحدة40000متر ربع. أحسب الضغط على األرض ؟ فيل يزن

1000تبلغ مساحتها

Figure 2

Formula to calculate pressure: Pressure = Force/ area

Then put in the numbers: 1 m2 = 100 00 cm2

1000 cm2 = 1000/10000 = 0.1 m2

Pressure= 40 000N / 0.1 m2

= 400,000 N/ m2

3

Pressure = Force (Newton) Area (square meter)

) نيوتن = ) القوة الضغط) مربع ) متر المساحة


Example 2:What is the pressure exerted by a girl weighing 400 N standing on one 'stiletto' heel of area 1 cm2?

ن تق??ف على كعب ح??ذاء ' واح??د تبل??غ400ما هو الض??غط ال??ذي يول??د من قب??ل فت??اة وزنه??ا سم مربع؟1مساحته

Figure 3.1 cm2= 0.0001 m2

Pressure= 400N / 0.0001 m2

= 4,000,000 N/ m2

So the elephant exerts a larger force (because it is heavier) but the girl's heel exerts a larger pressure (because of its smaller area). Her heel would sink farther into the ground.

الفيل لديه قوة أكبر )ألنه أثقل( ، ولكن كعب الفتاة ينتج ضغطا أكبر )بسبب منطقة .أصغر (. فكعب حذاء الفتاة سوف يغوص في األرض

Why do camels have large flat feet?

The more nails he sits on the less pressure he feels!!!

Figure 4.

Complete the following questions : 1- Pressure is equal to -------------------------------------------------------

لضغط يساويا?2- The unit of pressure is -----------------------and it is equal to

------------------------------------------------------------------------------ وحدة قياس الضغط هي------------------- وتساوي---------------------------------------------------

4


3- You can decrease pressure by ------------------------the amount of force on the same area.

يمكن تقليل الضغط الناتج ب----------------------كمية القوة المؤثرة على نفس المنطقة4- If you increase the area on which a force acts you will------------------

the pressureس?و?ف? --------------------------------------- ?، ا?ل?قو?ة? ف?ي?ها? ت?ؤ?ث?ر? ا?لت?ي? ا?لم?س?ا?ح?ة? ب?ز?ي?اد?ة? ق?م?ت? إ?ذ?ا?

ا?لض?غط?

Answer the following questions : 1- Define pressure عرف الضغط --------------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------2-What are two ways to change the amount of pressure?

ما هي الطرق لتغيير مقدار الضغط؟--------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------

3-Explain: Why do knives work best when they are sharp?؟?لماذا السكاكين تعمل على أفضل وجه عندما تكون حادة

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4- Why do camels have large flat feet?؟?لماذا للجمال أقدام مسطحة كبيرة

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Problems:1-What is the pressure exerted by a book that has an area of 0.2 m² and a weight of 10N?

؟10N متر مربع ويبلغ وزنه 0.2 ما مقدار الضغط الناتج من كتاب تبلغ مساحته

5


---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2- Find the weight of a rock with an area 10 m² that exerts a pressure of 250Pa?

م?س?اح?ت?ه?ا ت?ب?ل?غ? ا?لص?خ?ر?ة? وز?ن? م?ق?د?ا?ره? 10ا?حس?ب? ض?غ?ط?ا ت?ن?ت?ج? م?ر?ب?ع?ا? ؟250Paم?ت?ر?ا?

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3-A wooden crate that measures 2.0 m long and 0.40 m wide rests onthe floor. If the crate has a weight of 600.0 N, what pressure does itexert on the floor?

. ما مقدار الضغط الناتجN 600.0 متر .اذا كان وزنه 0،40 مترا و2،0قفص خشبي إبعاده ؟?على األرض

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

4- Draw a picture to show how you would position your self to make the greatest pressure on the floor, and least pressure. Explain your answer.

رسم صور توضح كيف سيكون وضعك بحيث تنتج اكبر ضغط و اقل ضغط على األرض ؟ا? اشرح إجابتك

Standards

18.2Know that pressure in a fluid depends on the depth and density of the fluid, and that the pressure at any point in it is the same in all directions.

6


Objectives : 1-Know that pressure in a fluid depends on the depth and

density of the fluid.2-Know that the pressure at any point in a fluid is the same in

all directions.

Pressure in Fluids الموائع ضغطPressure acts in gases and fluids (liquids), as well as solids. Pressure in liquids and gases is called fluid pressure. Gases and liquids are fluids. A fluid is any substance that has no definite shape and has the ability to flow.

للموائع ضغط مثل المواد الصلبة . الضغط في السوائل والغازات يسمى ضغط الموائع . السوائل والغازات تسمى الموائع . المائع أي مادة التي ليس لديها شكل محدد ، ولديه

القدرة على التدفقWater is a fluid. When you swim under water, you can feel the pressure of water in your ears and all around you. Air is mixture of gases. Air is all around you. Air exerts pressure on everything around you. Air pressure is also known as atmospheric pressure.

7

Key WordsFluid ل?مو?ا?ئ?ع?ا

Depth ا?ل?ع?م?ق?Density ا?ل?ك?ث?اف?ة?

Atmospheric Pressure

ا?ل?ج?و?ي? ا?ل?ض?غ?ط?

Gravity ا?ل?ج?ا?ذ?ب?ي?ة?


الماء سائل. عند السباحة تحت الماء ، يمكنك أن تشعر ضغط المياه في أذنيك ، من حولك. الهواء هو مزيج من الغازات. الهواء هو كل شيء من حولك. الهواء يضغط على كل شيء من

.حولك. ويسمى ضغط الهواء بالضغط الجوي

Figure 1.From your observation: Squeezing the top of the bag causes the water to squirt outThis means that:

1- Pressure is transmitted throughout the liquid.الضغط ينتق??ل في السوائل

You should have observed that the water squirts out in all directions. Why?

2- Pressure acts in all directions.الضغط ينتقل في جميع االتجاهات

In Figure 2, you can see that the arrows are acting in all directions on the diver up and down, and also left and right.

3- Pressure increases with depth. يزداد الضغط بزيادة العمق

8

Mini Lab 1 Fill a polythene bag with water.Use a pin to poke several holes in the plastic whileYou squeeze the bag gently. What do you see?

Mini Lab 2: Use a tall can with three equal sized holes drilled in the side. Fill it with water. What happens?Where does the water squirt out fastest?Where is the pressure greater - at the top hole or at the bottom hole?

Figure 2.


**As well as depth, the pressure also depends on:الآتي على الضغط يعتمد

4- The density of the liquid.كثافة السائل

5-The pull of gravity, g = 10 N/kg قوة الجاذبية Figure 3 In fact you can calculate the pressure by:

Complete the following questions:1- The pressure exerted by gases and liquids is called------------------------------

----------------------يسمى الضغط الناتج من الغازات والسوائل ب 2- Air pressure is known as ----------------------------------------------------------

بيعرف ضغط الهواء -------------3-Water pressure ---------------------------as the depth increases

ضغط الماء -----------------يزداد بزيادة العمق4-Pressure in fluids depends on----------------------, -----------------, and --------------------------------------------------------------------------------------------------

------------------- الضغط في السوائل يعتمد علىDefine the following term : عرف Fluid-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Answer the following questions : 1-What else can a fluid do besides flow? ماذا يمكن أن يفعل السائل إلى؟جانب التدفق

------------------------------------------------------------------------------------------2-Why does a tire expand as you pump air into it?

لماذا تتمدد اإلطارات عندما يضخ الهواء فيها؟ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3- Can you blow a bubble that is cube-shaped? Explain

علل مكعب؟ شكل على تكون فقاعة عمل يمكنك هل---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

9

Pressure = depth )m( x density )kg/m3( x 10 )N/Kg(


4- Explain: Why is the deeper you dive into a pool the more likely to damage your ears?

لماذا كلما كان الغوص في بركة أعمق كلما كانت أذنيك أكثر عرضة للتلف؟----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5- When dams are constructed they used to be made thicker at the base than at the top. Why?

؟عندما يتم إنشاء السدود تكون أكثر سمكا في القاعدة من في الجزء العلوي -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------- -------------------------- ------------------

Standards

18.3Know that gases and liquids can be put under external pressure and describe some applications of this.

Objectives: 1-Know that gases and fluids )liquids( can be put under

external pressure. 2-Describe some applications of hydraulic machines.

10

Key WordsMachines آالتHdraulic هيدروليكي

Incompressible

قابل غيرللضغط

jack رافعةPiston مكبس


Machines like the bull dozer in Figure 1 can move or lift heavy things. These machine use liquids to transmit or increase a force. Machines like this are called hydraulic machines.

Figure 1 : Examples of Hydraulic Machines. نقل أو رفع األشياء الثقيلة. هذه اآلالت تستخدم1يمكن لآلالت مثل بلدوزر في الشكل

وتسمى هذه اآلالت الهيدروليكية. السوائل لنقل أو زيادة القوةThe advantage to use liquids instead of gases is that

Liquids are incompressible. They can’t be squashed. If a trap liquid is put under pressure, the pressure is transmitted to

all parts of the liquid. ميزة الستخدام السوائل بدال من الغازات هو أن

ال يمكن ضغط السوائلوإذا وضعت السائل تحت الضغط ، ينتقل الضغط إلى جميع أجزاء السائل

Examples: Look at Figure 2

If a force of 100 N is applied to )A( through the master piston it creates a pressure throughout the liquid of 10 N/cm2 and a force of 100 N at )B(, the slave piston

إذا تم تطبيق قوة مقدارهاN 100 (A)من خالل المكبس الرئيسي يخلق ضغط في ( المكبس اآلخرB في )N 100 وقوة مقدارها N/cm2 10جميع أنحاء السائل مقداره

BUT...If a force of 100 N is applied at )C( it creates a pressure of 10 N/cm2

throughout the liquid and a force of )PxA( 1000 N at )D(.Why?

11


100إذا تم تطبيق قوة مقدارها( نيوتن في Cأنه يخلق ضغط مقداره )2 N/cm10في كل السائل

مقدارها ) وقوةPxA )1000

(.Dنيوتن في )؟لماذا

Figure 2 Because the area of the slave piston is larger than the area of the

master piston a small force at )C( creates a larger force at )D(. This arrangement is called hydraulic jack.

The jack is force magnifier. The pressure is the same at both ends, at piston )A( it is caused by small force acting over small area. At piston )B( it exerts larger force acting over the larger area, so the force has been multiplier. It can be used to lift heavy object with a small amount of force.

( ألن المنطقة للمكبس األول أكبر من مساحة المكبس الرئيسي قوة صغيرة فيC) .ويسمى هذا الترتيب رافعة هيدروليكية (.Dتنتج قوة أكبر في )

12


( والرافعة تضاعف القوة. الضغط متساوي في كال الطرفين ، في المكبسAو هو ) ( ينتج قوى أكبر تؤثرBناجم عن قوة صغيرة تؤثر على منطقة صغيرة. في المكبس )

على مساحة أكبر ، وبالتالي فإن القوة قد تضاعفت. ويمكن استخدامه لرفع جسم ثقيل.باستخدام كمية صغيرة من القوة

Directions: Look at the diagrams below & answer the following questions:

13

القوة ان الضغط لنقل السوائل الستخدام أخرى ميزة محدد مكان في استخدامها يمكن الناتجة

قوة تطبيق يتم الفرامل على السائق يضغط عندما الوقت نفس في األربع العجالت على

بنفس تنقل سوف ، متساوية المكابس كل كانت إذا .العجالت لكل القوة

مقارنة صغيرة الرئيسي المكبس مساحة الن يولد الدواسة على صغيرة قوة فان ، اآلخر بالمكبس

.العجالت على كبيرة قوة

A=200 N B=?

C

D


التالية األسئلة على وأجب أدناه الرسوم في أنظر If a force of 200 N is applied to )A( through the master piston it creates

a pressure through out the …………….of …..……N/cm2 & a force of ……..N/at )B(.

نيوتن على المكبس الرئيسي فانه ينتج ضغطا في 200إذا تم تطبيق قوة مقدارها

))Both has =5cm²((

If a force of 300N is applied at )C( it creates a pressure of …….……N/cm2 through out the ……..……..… &a force of )PXA(…………..N at )D(.

( ينتج ضغطا في ---------------و قوةC في )300N• إذا تم تطبيق قوة مقدارها (.D----------------في)

((C- has area=10cm²((

))D- has area=30cm²((

2- What are hydraulic machines? Give examples?• ما هي اآلالت الهيدروليكية؟ أعطي أمثلة

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3-What is the advantage of using fluids to transmit pressure?

ما ميزة استخدام السوائل لنقل الضغط ………………………..……………………………………………………… ………………………………….……………………………………………

14

csoscience.files.wordpress.com · web viewmachines like this are called hydraulic machines. figure...

Documents