Материал: 1794

2.2. Физические свойства жидкости

Практические занятия по физическим свойствам жидкости [1] подразделяются на три взаимосвязанные части:

плотность;

удельный вес;

вязкость.

Вкачестве примера приводим модель по заданию из учебного пособия [2] по исследованию плотности жидкости, построенную в электронной таблице MS Excel 2003, что показано на рис. 1.

Рис. 1. Виртуальная модель плотности жидкости

Данная модель получена одним из студентов группы СУЗ-14п1. Подобные модели по физическим свойствам жидкости предлагается получить в ходе данного практического занятия. При этом обучающимся следует обратить внимание на то, что в показанном примере получена виртуальная модель плотности жидкости, работающая интерактивно. Синие стрелки на поле таблицы показывают математические связи между ячейками таблицы, что делает её понятной и наглядной. Также можно заметить в строке формул таблицы использовано имя G для обозначения веса нефти. В конце практического занятия надо записать заключительные выводы и оформить работу письменно в тетради.

6

Другой пример виртуальной модели приведен на рис. 2.

Рис. 2. Виртуальная модель вязкости жидкости

В данном случае с помощью виртуальной модели (см. рис. 2) получено значение динамической вязкости жидкости. Иллюстрация справа от таблицы исходных данных делает более наглядным процесс лабораторного моделирования. Кнопка с всплывающей подсказкой «Влияющие ячейки» в зоне меню MS Excel 2003 добавлена пользователем. Как это сделать – поэспериментируйте и найдите сами. В случае версии электронных таблиц Excel 2007 или более поздней версии такую кнопку организовать сложнее. Однако обучающемуся не следует бояться трудностей. В таких, более сложных случаях – обращайтесь за подсказками в Интернет.

Ещё пример виртуальной модели показан на рис. 3.

Рис. 3. Виртуальная модель удельного веса жидкости

7

2.3.Гидростатика

Вкачестве примера приводим модель по заданию из учебного пособия [2] по исследованию основного уравнения гидростатики, построенную в электронной таблице MS Excel 2003, что показано на рис. 4.

Рис. 4. Виртуальная модель основного уравнения гидростатики

На рис. 5 показан случай объединения двух виртуальных моделей по изучению применения на практике основного уравнения гидростатики.

Рис. Объединения двух виртуальных гидростатических моделей

8

На рис. 6 показана виртуальная модель, демонстрирующая применение закона Архимеда в строительной практике, связанной с подземными резервуарами, подверженными воздействию грунтовых вод. УГВ – уровень грунтовых вод.

Рис. 6. Виртуальная модель к закону Архимеда

Виртуальная модель гидростатического напора (рис. 7) связана, например, со строительством водонапорных башен, неоходимых для систем наружного водоснабжения небольших городов и посёлков. Следует обратить внимание на курсор в ячейке А5 таблицы Excel, так как этой ячейке исследователь присвоил имя переменной h_1. Это имя можно прочитать в поле таблицы над заголовком столбца А и под наименованием шрифта Arial Cyr, где видно: h_1. Использование имён переменных в электронной таблице весьма напоминает программирование с помощью кода, что делает технологию моделирования виртуальных аналогов процессов и явлений механики жидкости и газа более удобной для исследователя. Синие стрелки на поле таблицы показывают математические связи между ячейками таблицы, что делает её понятной и наглядной. В результате данной виртуальной модели можно убедиться, что напор во всех точках покоящейся жидкости всюду одинаков.

9