3 Глава ДАВЛЕНИЕ ТВЁРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ § 35 ДАВЛЕНИЕ. ЕДИНИЦЫ ДАВЛЕНИЯ Почему никому из нас не удаётся вдавить камешек в доску, а канцелярская кнопка при том же усилии…
3 Глава ДАВЛЕНИЕ ТВЁРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ § 35 ДАВЛЕНИЕ. ЕДИНИЦЫ ДАВЛЕНИЯ Почему никому из нас не удаётся вдавить камешек в доску, а канцелярская кнопка при том же усилии легко входит в неё? Почему даже незначительное усилие, приложенное к иголке, вызывает при уколе сильную боль? Почему человек, идущий по снегу, сильно проваливается в него, а надев лыжи, легко передвигается по снежной глади (рис. 93)? Почему результат действия одной и той же силы оказывается разным? Опыт показывает, что результат действия силы зависит не только от её значения, но и от площади той поверхности, на которую она действует (рис. 94). Для характеристики этой зависимости существует физическая величина - давление. Физическую величину, равную отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности, называют давлением. Силу, действующую перпендикулярно поверхности тела, называют силой давления. Давление обозначают буквой P (от лат. pressura - давление) и рассчитывают по формуле: p =F : S Попробуйте нажать большим пальцем на шляпку канцелярской кнопки. А затем, перевернув кнопку, приложить такую же силу к острию. Скорее всего, у вас ничего не получится (будет больно). Площадь шляпки кнопки примерно 1 см2, а площадь острия 0,0001 см2. Если в обоих случаях действовать на кнопку с одинаковой силой, то во втором случае давление будет в 10 тысяч раз больше, чем в первом. Рис. 94. Зависимость давления от площади опоры Конечно, люди давным-давно установили такую зависимость опытным путём. Ещё первобытный человек для каменного топора подбирал камни с острым краем, для копья брал кости поострее. По тому же принципу позже изготавливались и стрелы для лука, и иглы для сшивания шкур и кожи, и мечи. Для того чтобы получить с помощью малой силы большое давление, достаточно уменьшить площадь поверхности, на которую действует сила. Остриё колющих и лезвие режущих инструментов (игл, ножниц, резцов, пил и др.) затачивают именно для того, чтобы уменьшить площадь, на которую будет действовать сила, т. е. площадь соприкосновения с обрабатываемой поверхностью. Так, действуя одинаковой силой на зажатое тело, клещами (рис. 95) можно произвести большее давление, чем плоскогубцами. Острым инструментом легче работать, чем тупым, потому что результата можно добиться с помощью меньшей силы. Рис. 95. Уменьшение площади режущей поверхности увеличивает давление на зажатое тело Бывают и обратные ситуации, когда в практической деятельности требуется при большой силе получить как можно меньшее давление. Как этого достичь? Как добиться малого давления колёс тяжёлой грузовой машины на грунт, чтобы избежать его разрушения? Из определения давления следует, что для уменьшения давления при неизменной силе нужно увеличить площадь поверхности, на которую действует сила. Недаром шины грузовых автомобилей (рис. 96) и самолётов значительно шире, чем легковых автомобилей. Гусеничный трактор, благодаря большой площади опоры гусениц, может свободно перемещаться по вспаханной почве, хотя его масса достигает нескольких тонн. Трудно поверить, но трактор оказывает на почву почти такое же давление, что и человек. Вы уже знаете, как получить единицу физической величины, определяемой некоторой формулой. Для опре- деления единицы давления в формулу р = F S надо подставить единицы силы и площади: 1 H = 1 1 м2 M2 Единица давления в СИ - ньютон на ква- H. Она названа паскаль (Па) дратный метр- м2 по имени французского учёного Блеза Паскаля. 1 H /м2 = 1 Па. 1 Па - это давление, производимое силой 1 Н, действующей на поверхность площадью 1 м2 перпендикулярно этой поверхности. 1 Па = 10-² гПа 1 Па = 10-³ кПа 1 Па = 10-⁶ МПа 1 Па - очень маленькое давление. Примерно такое давление оказывает лист бумаги на поверхность стола. На практике чаще применяются гектопаскали (гПа), килопаскали (кПа) и мегапаскали (МПа). 1 гПа = 100 Па = 10²Па; 1 кПа = 1000 Па = 10³ Па; 1Мпа= 1 000 000 Па = 10⁶ Па. перескажи понятным языком, как для пятилетнего
В этой главе речь идет о том, что такое давление и как оно работает. Давление — это когда мы нажимаем на что-то с помощью силы. Например, когда ты нажимаешь на шляпку канцелярской кнопки большим пальцем, она легко вдавливается в доску. Но если ты попробуешь нажать на остриё кнопки, тебе будет больно, хотя ты используешь ту же силу. Почему так происходит? Всё дело в том, что площадь предмета, на который ты нажимаешь, разная.
Когда ты нажимаешь на большую плоскую часть кнопки, давление делится на всю эту площадь, и оно не такое сильное. Но на острие кнопки давление сосредотачивается на маленькой площади, и получается очень большое давление, что и причиняет боль.
Также, если ты идёшь по снегу, и твои ноги проваливаются, это происходит потому, что площадь твоей обуви маленькая. Но если ты наденешь лыжи, у которых большая площадь, ты сможешь легко передвигаться, потому что давление на снег будет меньше.
Давление можно измерить в специальных единицах, называемых паскалями (Па). Один паскаль — это давление, которое создаёт сила в один ньютон на площади в один квадратный метр. Но поскольку 1 Па — это очень маленькое значение, мы чаще используем большие единицы, такие как килопаскали (кПа) или мегапаскали (МПа).
Резюме: давление — это сила, действующая на определённую площадь. Чем меньше площадь, тем больше давление. А чем больше площадь, тем меньше давление.
