Всем физический привет!
Начинаем большой раздел, который будем изучать довольно долго и тщательно. Называется раздел - Давление твердых тел, жидкостей и газов. Думаю, это стоит записать в тетради красочно и ярко.
Давление твердых тел, жидкостей и газов
Прежде всего вспомните следующее: легко ли вам было резать хлеб обратной стороной ножа, вдавливать кнопку шляпкой в дерево и вбивать гвоздь, ударяя при этом в острие? Думаю, нет. И мне, скажу по себе, тоже было нелегко это делать, особенно резать хлеб...
Вопрос: а почему так происходит? Вы уже записывали в тетрадях, что динамика в физике отвечает на вопрос "почему". Так давайте же найдем ответ.
Давление
Для начала выделим из перечисленных примеров один, например, про канцелярскую кнопку и рассмотрим его поподробнее.
Будем вдавливать кнопку в деревяшку:
Мы знаем, что действия в чистом виде в природе не существует. Если мы действуем на кнопку, то и кнопка действует на нас. Начинаем обозначать силы.
В данной системе три компоненты - палец, кнопка и деревяшка. Значит, сила действия пальца на кнопку равна силе действия кнопки на палец, сила действия кнопки на деревяшку равна силе действия деревяшки на кнопку. Таким образом, мы приходим к выводу, что сила действия кнопки на палец (F1) равна силе действия кнопки на деревяшку (F2).
На рисунке изобразим обе этих силы. Площадь шляпки кнопки обозначим как S1, а площадь острия - S2. Очевидно, что площадь острия много меньше площади шляпки.
Почему же кнопка вдавливается в дощечку, а не в палец? Дело в том, что действие силы зависит от того, на какую площадь действует, и величина, связывающая силу и площадь называется давление.
Чем меньше площадь, на которую действует сила, тем больше действие разрушающей силы.
Вводим формулу давления:
p - давление, F - сила, действующая перпендикулярно некоторой поверхности , S - площадь этой поверхности
Давление обозначается строчной латинской буквой "p" - это несложно запомнить, "pressure" по-английски означает "давление".
Запишем определение, которое необходимо выучить и понимать:
Давлением называется физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно некоторой поверхности, к площади этой поверхности.
Теперь попробуем проанализировать случай про кнопку и палец. Давление кнопки на палец будет равняться:
Давление кнопки на деревяшку:
S1>>S2, силы при этом одинаковы. Делим силу на площади, отличающиеся на несколько порядков, сравниваем значения давлений:
Получается, что кнопка вдавливается в дерево потому, что давление кнопки на дерево больше, чем давление кнопки на палец.
Единицы давления
Мы знаем: для того, чтобы узнать, в чем измеряется данная величина, нужно подставить единицы измерения связанных с ней величин.
Физики ввели особую единицу измерения для давления.
Па - паскаль (ударение на второй слог). Названа в честь Блеза Паскаля - французского ученого, внесшего большой вклад в изучение многих видов давления, рассматриваемых в механике.
Запишем, что такое 1 Па:
1 Па - это давление, производимое силой 1 Н равномерно распределенной по площади, равной одному квадратному метру.
Мы на уроках физики в задачах будем часто сталкиваться с большими значениями давления, когда будет не 2 Па, не 10, а миллионы, тысячи. Не стоит забывать о кратких обозначениях:
1 гПа = 100 Па
1кПа = 1000 Па (или 10 в 3 степени Па)
1 МПа = 1000000 Па (или 10 в 6 степени Па)
1 ГПа = 1000000000 Па (или 10 в 9 степени Па)
Привыкайте к степенным обозначениям - так короче и удобнее.
И еще важное замечание: никогда не путайте силу давления и давление (как минимум, сила измеряется в ньютонах, а давление - в паскалях)
Задача
Определите давление, оказываемое на почву катком весом 45кН, если его площадь опоры равна 1500 см2. Ответ выразить в кПа.
Записали условие, переводим все величины в СИ. Если 1м2, это 10000 см2, то 1500 см2 по пропорции... 0,15 м2. Далее записываем формулу. Подставляем значения из Дано, и получаем... Вот сначала получите, а потом смотрите ответ:
Ну что ж, зачин есть, а, значит, и сказка будет.
Если у вас остались вопросы, то задавайте их в комментариях, а чтобы не пропустить следующие уроки - подписывайтесь