Тема 06 · Физика · подтема 1 из 5

Давление

Давление твёрдых тел. 100 заданий.

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

В ботинках человек проваливается в глубокий снег, а на лыжах — нет. Вес тот же, но на лыжах он распределён на большую площадь. Результат действия силы зависит не только от силы, но и от площади — это и есть давление.

Давление $p$ — физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

Формула давления

p = \frac{F}{S} F = p \cdot S S = \frac{F}{p}

давление, сила давления, площадь опоры

где $p$ — давление, Па; $F$ — сила давления, Н (для тела на горизонтальной опоре это его вес $P = m g$ ); $S$ — площадь опоры, м².

Единица давления — паскаль: $1 Па = 1 Н / м^{2}$ — сила 1 Н, распределённая по 1 м².

Давление: $F = 441 Н$ , $S = 2, 5 м^{2}$ → $p = \frac{441}{2 , 5} = 176, 4 Па$ .
Сила давления: $p = 1950 Па$ , $S = 0, 5 м^{2}$ → $F = 1950 \cdot 0, 5 = 975 Н$ .
Площадь: $F = 270 Н$ , $p = 2700 Па$ → $S = \frac{270}{2700} = 0, 1 м^{2}$ .

Площадь — только в м². $1 см^{2} = 0, 0001 м^{2}$ , $1 мм^{2} = 0, 000001 м^{2}$ . Если у стола 4 ножки, площадь опоры — сумма площадей всех ножек.

Как изменить давление

Сила одна и та же, давление зависит от площади опоры

Увеличить давлениеУвеличить силу

F

или уменьшить площадь

S

: острый нож, игла, шипы, кнопка.

Уменьшить давлениеУменьшить

F

или увеличить

S

: лыжи, гусеницы трактора, широкий фундамент, шпалы под рельсами.

Силу увеличили в 2 раза, а площадь уменьшили в 4 раза. Во сколько раз выросло давление?

$F$ в числителе: ×2 → давление ×2.
$S$ в знаменателе: уменьшили в 4 раза → давление ×4.
Итого: $2 \cdot 4 = 8$ раз.

Сила и давление — «в ногу» (прямая пропорциональность), площадь и давление — «наоборот» (обратная). Изменения перемножаются.

Единицы давления

Единица	В паскалях	Пример перевода
1 гПа (гектопаскаль)	100 Па	69 гПа = 6900 Па
1 кПа (килопаскаль)	1000 Па	78 кПа = 78 000 Па
1 МПа (мегапаскаль)	1 000 000 Па	2,5 МПа = 2 500 000 Па

«Гекто» — это 100, а не 1000. Гектопаскали встречаются в прогнозе погоды.

Давление в жизни: примеры-рассуждения

Увеличивают давление (малая площадь): заточка ножа, бритвы, лопаты; острая игла, гвоздь (бьют по шляпке, входит остриём), кнопка; жало, зубы, когти животных — небольшой силой создают большое давление; тонкие каблуки портят паркет; тонкая нитка режет руку.

Уменьшают давление (большая площадь): лыжи, снегоступы, широкие гусеницы вездеходов и тракторов (у гусеничного давление меньше, чем у колёсного той же массы), много колёс и осей у грузовиков, широкие колёса сельхозмашин (меньше уплотняют почву), широкий фундамент, подошва рельса и частые шпалы, широкая шайба под гайкой, «лапы»-опоры крана, доска под ножками станка, широкие лямки рюкзака и ручки сумок, широкая шляпка кнопки, напёрсток, длинные пальцы цапли.

По тонкому льду безопаснее ползти: площадь опоры больше, давление меньше; провалившемуся протягивают доску или лестницу.
Встал с двух ног на одну — давление выросло в 2 раза; взял тяжёлый рюкзак — увеличилось (больше сила). Кирпич на самой маленькой грани (торце) давит сильнее всего; гиря на узком основании — сильнее, чем на широком.
Силу увеличили в 3 раза и площадь в 3 раза — давление не изменилось; силу уменьшили в 5 раз, площадь увеличили в 3 — давление уменьшилось в $5 \cdot 3 = 15$ раз; давление 1200 Па, площадь ×6, сила ×3 → $1200 \cdot \frac{3}{6} = 600$ Па.

Посмотреть и посчитать

Модели

Давление

Серия: 0

Давление

Простыми словами

Формула давления

Как изменить давление

Единицы давления

Давление в жизни: примеры-рассуждения

Примеры заданий