Сегодня мы поговорим о таком физическом явлении, как давление твёрдых тел.
Пример.
Человек с трудом идёт по рыхлому снегу. Ноги проваливаются глубоко в снег. Но надев лыжи, человек может идти, почти не проваливаясь в него. Каким явлением можно это описать? Что с лыжами, что без них человек действует на опору с одной и той же силой, равной произведению массы и g (≈9.8 Н/кг).
Немного отойдём от темы.
Вес тела – это сила, которая действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Вес выражается в Ньютонах, как и любая механическая сила и обозначается буквой P.
P = gm, где g – постоянная величина на Земле, приближённо равная 9.8 Н/кг. То есть гиря в 1 кг, лежащая на опоре действует на неё с силой в 9.8 Ньютон. m в выражении – это масса, выражающаяся в килограммах.
Важно:
Вес нельзя выражать в килограммах! В килограммах выражается масса!
Вернёмся к теме. Человек, вне зависимости от того, на лыжах он, или без них давит на опору с одной силой (массой лыж пренебречь). Разница лишь в площади. Значит, когда площадь большая, сила распределяется по поверхности, и в каждой точке получается меньшее давление. Вот и термин – давление.
Пример.
Чем острее гвоздь, тем меньше площадь его острия, а соответственно тем больше давление. Допустим, нам нужно забить в древесину два гвоздя. Один из них тупой, а другой острый. Действуя на острый и тупой гвоздь с одной силой, мы заметим огромную разницу: тупой гвоздь будет оказывать на дерево меньшее давление, а забиваться он будет не так охотно, как острый.
Можно установить, что давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади. Из этого вывода можно сделать формулу:
Давление = сила/площадь, или
p = F/S, где p – давление, F – сила, и S – площадь.
Единицы давления
За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м² перпендикулярно этой поверхности. Сокращённо это 1 Н/м².
Эта единица названа паскалем, в честь французского учёного Паскаля (обозначается Па). Таким образом 1 Па = 1 Н/м².