Сила давления и давление
Прежде чем изучать действие жидкостей и газов, определим, что же такое давление. Для этого рассмотрим, например, человека на лыжах. Двигаясь по рыхлому снегу, он проваливается в него значительно меньше, чем обычный путник без лыж. Из рис.
150 видно, что идущий по снегу человек оставляет глубокие следы, а стоящий на лыжах почти не проваливается. Если массы стоящих людей одинаковые, то они действуют на снег (давят на опору) с одинаковой силой, равной в данном случае их весу.
Силу, действующую перпендикулярно опоре, называют силой давления.
На
У человека на лыжах эта площадь тем больше, чем шире и длиннее его лыжи. Таким образом, результат действия силы давления зависит от площади, на которую она действует.
На одинаковые лыжи могут встать и взрослый человек, и ребенок (рис. 151). За кем из них лыжня будет глубже? Наблюдение показывает, что за взрослым. Площадь соприкосновения двух лыжников со снегом в этом случае будет одна и та же, но вес взрослого человека больше.
Следовательно, при одинаковой площади соприкосновения с опорой результат действия силы, с которой давят на опору, тем больше, чем больше модуль этой силы. Опыт показывает, что результат действия силы давления на опору пропорционален модулю этой силы и обратно пропорционален площади опоры. Для описания данного действия в физике используют величину, называемую давлением.
Давлением называют отношение модуля F силы давления, действующей на опору, к площади S поверхности этой опоры.
P = F/S
Давление принято обозначать буквой p. В СИ единица давления носит название паскаль (Па) — в честь французского физика Блеза Паскаля (1623-1662), открывшего важные свойства жидкостей и газов.
Один паскаль — это давление, которое создает сила в 1 Н, действующая перпендикулярно на поверхность площадью 1 м2.
Давление в 1 Па довольно малая величина: примерно такое давление создает тело массой 100 г, опирающееся на площадь 1 м2, или лист обычной писчей бумаги на поверхность стола. Поэтому на практике используют более крупные единицы давления: килопаскаль (кПа) и мегапаскаль (МПа). Например, взрослый человек создает давление на пол, равное 15-20 кПа, а легковой автомобиль оказывает на дорогу давление 200-300 кПа.
Итоги
Силу, действующую перпендикулярно опоре, называют силой давления.
Давлением называют отношение модуля F силы давления, действующей на опору, к площади поверхности этой опоры.
P = F/S
В СИ единица давления носит название паскаль (Па): 1 Па = 1 Н/м2.
Вопросы
Приведите примеры, доказывающие, что результат действия силы зависит от ее модуля и площади опоры, на которую она действует. Как изменяется этот результат при уменьшении модуля силы и увеличении площади опоры? Какой физической величиной характеризуют действие на опору силы, направленной перпендикулярно поверхности этой опоры? Как называют эту силу? Что называют давлением? В каких единицах измеряют давление в СИ? Почему шины у грузовых автомобилей делают более широкими, чем у легковых? Зачем режущие и колющие инструменты затачивают?
Упражнения
Выразите в паскалях давления 0,05 Н/см2, 35 кПа, 27 МПа, 300 Н/см2. Какой стороной нужно положить на стол пакет молока (считая его параллелепипедом), чтобы он создавал максимальное давление? Рассчитайте давления, которые оказывает на поверхность стола пакет молока массой 1 кг, поочередно положенный на каждую из трех различных граней. Необходимые размеры пакета измерьте линейкой. Какое давление создает лопата своим лезвием, когда на нее давит человек силой 900 Н? Ширина лезвия лопаты — 30 см, толщина режущего края — 0,5 мм. Мальчик массой 40 кг и его отец массой 100 кг стоят на лыжах. Длина лыж мальчика — 1,4 м, а длина лыж отца — 2 м. Определите давление, которое оказывают на снег лыжи мальчика и его отца, если ширина их лыж одинакова и равна 10 см. Во сколько раз изменится давление, которое вы оказываете на пол лифта, если он начнет двигаться с ускорением, направленным вниз (вверх), модуль которого в три раза меньше ускорения свободного падения?
(1 votes, average: 5,00 out of 5)