Определение
\(p=\frac FS\), где F — перпендикулярная составляющая силы, S — площадь контакта.
Давление. Единицы давления
Одинаковая сила может по-разному действовать на поверхность: лыжи меньше проваливаются в снег, чем обувь, острая кнопка легче входит в доску, чем тупой предмет. В опыте столик с грузом, поставленный ножками на песок, погружается глубже, чем при опоре широкой стороной. Причина — разная площадь соприкосновения.
Давление — отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к её площади: \(p=\frac{F}{S}\). Здесь p — давление, F — сила давления, S — площадь. При неизменной площади давление растёт с силой; при неизменной силе увеличение площади уменьшает давление.
Чтобы увеличить давление, уменьшают площадь: затачивают иглы, ножи, ножницы, резцы и пилы. В приведённом сравнении площадь шляпки кнопки около 1 см², острия — 0,0001 см²; при одинаковой силе давление на острие в 10 000 раз больше. За счёт малого контакта острым инструментом можно получить нужный результат меньшей силой.
Чтобы уменьшить давление, площадь увеличивают: используют лыжи, широкие шины, гусеницы. Большая площадь опоры позволяет тяжёлой машине меньше разрушать грунт. В расчёте нужно брать именно суммарную площадь участков, которые передают рассматриваемую силу поверхности.
Единица давления в СИ — паскаль, Па, названный в честь Блеза Паскаля. 1 Па = 1 Н/м²: такое давление создаёт сила 1 Н, перпендикулярная площадке 1 м². Применяют 1 гПа = 100 Па; 1 кПа = 1000 Па; 1 МПа = 1 000 000 Па. Перед расчётом площадь переводят в м²: 1 см² = 0,0001 м².
В разобранном примере станок массой 800 кг стоит на опоре площадью 400 см² = 0,04 м². При g ≈ 10 Н/кг сила давления равна весу станка: F = mg = 8000 Н. Поэтому p = 8000/0,04 = 200 000 Па = 200 кПа. Массу нельзя сразу подставлять вместо силы: сначала находят вес.
Давление \(p=\frac FS\) — сила, действующая перпендикулярно поверхности, на единицу её площади. При той же силе меньшая площадь даёт большее давление. Единица СИ — паскаль: 1 Па = 1 Н/м².
Приведите примеры влияния площади опоры на действие силы.
При том же весе человек на лыжах меньше проваливается в снег, чем в ботинках. Острое лезвие легче режет, чем тупое, поскольку та же сила приходится на меньшую площадь. Широкая лямка меньше давит на плечо, чем узкая.
Что называют давлением?
Отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности: \(p=\frac FS\). Для неравномерного контакта эта формула с общей силой даёт среднее давление.
Почему острая игла проникает легче тупой?
У острой иглы площадь кончика меньше. При одной и той же силе давление на материал больше, поэтому его легче деформировать и проколоть. Проверять это уколом кожи не нужно.
Опишите опыт рисунка 94 и его вывод.
Дощечку с гвоздями ставят на песок сначала широкими шляпками, затем остриями, сохраняя вес. Под остриями площадь меньше и погружение глубже. Вывод: одинаковая сила при меньшей площади создаёт большее давление. Шляпки и острия сравнивают при одинаковом количестве гвоздей и нагрузке.
Какие единицы давления известны?
Паскаль: \(1\,\text{Па}=1\,\frac{\text{Н}}{\text{м}^2}\). 1 гПа = 100 Па, 1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 1 000 000 Па. \(1\,\frac{\text{Н}}{\text{см}^2}=10\,000\,\text{Па}\), поскольку 1 см² = 0,0001 м².
Выберите номер, чтобы открыть условие и пошаговое решение.
1 2 3 4 5 6Вопросы в тексте
Пример в тексте
Обсуждаем вместе
Задание 25
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.