Omjer sile i površine. Tlak i sila pritiska

FIZIKA. 1. Predmet i struktura fizike F. znanost koja proučava najjednostavnije i ujedno najviše. opća svojstva i zakonitosti kretanja objekata materijalnog svijeta koji nas okružuje. Kao rezultat ove općenitosti, nema prirodnih pojava koje nemaju fizičke. Svojstva... Fizička enciklopedija

Znanost koja proučava najjednostavnije, a ujedno i najopćenitije obrasce prirodnih pojava, principe i strukturu materije i zakone njezina gibanja. Pojmovi F. i njegovi zakoni temelj su cijele prirodne znanosti. F. pripada egzaktnim znanostima i proučava količine ... Fizička enciklopedija

FIZIKA- FIZIKA, znanost koja zajedno s kemijom proučava opće zakonitosti pretvorbe energije i tvari. Obje znanosti temelje se na dva temeljna zakona prirodne znanosti – zakonu održanja mase (zakon Lomonosova, Lavoisiera) i zakonu održanja energije (R. Mayer, Jaul ... ... Velika medicinska enciklopedija

Fizika zvijezda je jedna od grana astrofizike koja proučava fizičku stranu zvijezda (masa, gustoća, ...). Sadržaj 1 Dimenzije, mase, gustoća, sjaj zvijezda 1.1 Masa zvijezda ... Wikipedia

I. Predmet i struktura fizike Fizika je znanost koja proučava najjednostavnije, a ujedno i najopćenitije zakonitosti prirodnih pojava, svojstva i strukturu materije te zakonitosti njezina gibanja. Stoga su koncepti F. i njegovi zakoni u osnovi svega ... ...

U širem smislu, tlak veći od atmosferskog tlaka; u specifičnim tehničkim i znanstvenim zadacima pritisak koji prelazi vrijednost karakterističnu za svaki zadatak. Jednako tako konvencionalno se u literaturi nalazi podpodjela D. stoljeća. visoko i ...... Velika sovjetska enciklopedija

- (od starogrčkog physis nature). Drevni su fizikom nazivali svako proučavanje okolnog svijeta i prirodnih pojava. Ovakvo shvaćanje pojma fizika očuvalo se do kraja 17. stoljeća. Kasnije su se pojavile brojne posebne discipline: kemija, koja proučava svojstva ... ... Collier Encyclopedia

Istraživanje utjecaja vrlo visokih tlakova na materiju, kao i stvaranje metoda za dobivanje i mjerenje takvih tlakova. Povijest razvoja fizike visokog tlaka nevjerojatan je primjer neobično brzog napretka znanosti, ... ... Collier Encyclopedia

Fizika čvrstog stanja je grana fizike kondenzirane tvari čiji je zadatak opisati fizikalna svojstva krutih tijela sa stajališta njihove atomske strukture. Intenzivno se razvija u 20. stoljeću nakon otkrića kvantne mehanike. ... ... Wikipedia

Sadržaj 1 Metode pripreme 1.1 Isparavanje tekućina ... Wikipedia

knjige

• Fizika. 7. razred. Radna bilježnica za udžbenik A. V. Peryshkina. Okomito. Savezni državni obrazovni standard, Hannanova Tatyana Andreevna, Khannanov Nail Kutdusovich, Priručnik je sastavni dio Metodika poučavanja A. V. Peryshkina "Fizika. Razredi 7-9", koji je revidiran u skladu sa zahtjevima novog Saveznog državnog obrazovnog standarda. ... Kategorija: Fizika. Astronomija (7.-9. razred) Serija: Fizika Izdavač: Drofa,
• Radna bilježnica za 7. razred fizike za udžbenik A. V. Peryshkin, Khannanova T., Khannanov N., Priručnik je sastavni dio nastavnih materijala A. V. Peryshkina „Fizika. Razredi 7-9”, koji je revidiran u skladu sa zahtjevima novog Saveznog državnog obrazovnog standarda. U... Kategorija:

Da biste razumjeli što je pritisak u fizici, razmotrite jednostavan i poznat primjer. Koji?

U situaciji kada trebamo rezati kobasicu poslužit ćemo se najoštrijim predmetom – nožem, a ne žlicom, češljem ili prstom. Odgovor je očigledan - nož je oštriji, a sva sila koju mi ​​primjenjujemo raspoređuje se po vrlo tankom rubu noža, što daje maksimalan učinak u vidu odvajanja dijela predmeta, tj. kobasice. Drugi primjer - stojimo na rahlom snijegu. Noge otkazuju, hodanje je izuzetno neugodno. Zašto onda skijaši s lakoćom i velikom brzinom projure kraj nas, a da se ne utope i ne zapetljaju u isti rahli snijeg? Očito je da je snijeg za sve isti, i za skijaše i za šetače, ali je učinak na njega različit.

Uz približno isti pritisak, odnosno težinu, površina koja pritišće snijeg jako varira. Površina skija je puno veća od površine potplata cipele, pa je, sukladno tome, težina raspoređena na veću površinu. Što nam pomaže ili, naprotiv, sprječava da učinkovito utječemo na površinu? Zašto oštar nož bolje reže kruh, a ravne široke skije bolje drže podlogu, smanjujući prodiranje u snijeg? U predmetu fizike u sedmom razredu za to se proučava pojam tlaka.

pritisak u fizici

Sila koja djeluje na površinu naziva se sila pritiska. A tlak je fizikalna veličina koja je jednaka omjeru sile pritiska koja se primjenjuje na određenu površinu i površine ove površine. Formula za izračunavanje tlaka u fizici je sljedeća:

gdje je p pritisak,
F - sila pritiska,
s je površina.

Vidimo kako se označava pritisak u fizici, a također vidimo da je uz istu silu pritisak veći kada je površina oslonca, odnosno dodirna površina tijela koja međusobno djeluju, manja. Nasuprot tome, kako se površina oslonca povećava, pritisak se smanjuje. Zato oštriji nož bolje reže svako tijelo, a čavli zabijeni u zid prave se s oštrim vrhovima. I zato skije puno bolje drže snijeg nego njihov nedostatak.

Jedinice tlaka

Jedinica tlaka je 1 newton po četvornom metru - to su nam veličine poznate iz sedmog razreda. Također možemo pretvoriti jedinice tlaka N/m2 u paskale, mjerne jedinice nazvane po francuskom znanstveniku Blaiseu Pascalu, koji je izveo tzv. Pascalov zakon. 1 N/m = 1 Pa. U praksi se koriste i druge jedinice tlaka - milimetri žive, barovi i tako dalje.

Zamislite zrakom ispunjen zatvoreni cilindar s klipom montiranim na vrhu. Ako počnete vršiti pritisak na klip, tada će se volumen zraka u cilindru početi smanjivati, molekule zraka će se sve intenzivnije sudarati jedna s drugom i s klipom, a pritisak komprimiranog zraka na klip će se smanjiti. povećati.

Ako se sada klip naglo otpusti, komprimirani zrak će ga naglo gurnuti prema gore. To će se dogoditi jer će se s konstantnom površinom klipa povećati sila koja djeluje na klip iz komprimiranog zraka. Područje klipa ostalo je nepromijenjeno, a sila sa strane molekula plina se povećala, a tlak se u skladu s tim povećao.

Ili drugi primjer. Čovjek stoji na zemlji, stoji s obje noge. U ovom položaju, osoba je udobna, ne doživljava neugodnosti. Ali što se događa ako ta osoba odluči stajati na jednoj nozi? Savinut će jednu nogu u koljenu, a sada će se samo jednom nogom osloniti na tlo. U ovom položaju osoba će osjetiti neku nelagodu, jer se pritisak na stopalo povećao, i to oko 2 puta. Zašto? Zato što se područje kroz koje gravitacija sada pritišće osobu na tlo smanjilo za 2 puta. Evo primjera što je pritisak i koliko ga je lako otkriti u svakodnevnom životu.

S gledišta fizike, tlak je fizička veličina numerički jednaka sili koja djeluje okomito na površinu po jedinici površine ove površine. Stoga, da bi se odredio pritisak na određenoj točki na površini, normalna komponenta sile koja se primjenjuje na površinu dijeli se s površinom malog površinskog elementa na koji ta sila djeluje. A kako bi se odredio prosječni tlak na cijelom području, normalna komponenta sile koja djeluje na površinu mora se podijeliti s ukupnom površinom ove površine.

Tlak se mjeri u paskalima (Pa). Ova jedinica za tlak dobila je ime u čast francuskog matematičara, fizičara i pisca Blaisea Pascala, autora temeljnog zakona hidrostatike - Pascalovog zakona, koji kaže da se pritisak na tekućinu ili plin prenosi na bilo koju točku nepromijenjen u cijelom pravcima. Jedinica za tlak "pascal" prvi je put puštena u optjecaj u Francuskoj 1961. godine, prema dekretu o jedinicama, tri stoljeća nakon smrti znanstvenika.

Jedan paskal jednak je tlaku koji djeluje sila od jednog newtona, ravnomjerno raspoređena i usmjerena okomito na površinu od jednog kvadratnog metra.

U paskalima se mjeri ne samo mehanički tlak (mehaničko naprezanje), već i modul elastičnosti, Youngov modul, volumenski modul elastičnosti, granica razvlačenja, granica proporcionalnosti, otpornost na trganje, čvrstoća na smicanje, zvučni tlak i osmotski tlak. Tradicionalno se u paskalima izražavaju najvažnije mehaničke karakteristike materijala u čvrstoći materijala.

Atmosfera tehnička (at), fizička (atm), kilogram-sila po kvadratnom centimetru (kgf / cm2)

Osim paskala, za mjerenje tlaka koriste se i druge (izvansustavne) jedinice. Jedna takva jedinica je "atmosfera" (at). Tlak od jedne atmosfere približno je jednak atmosferskom tlaku na površini Zemlje na razini mora. Danas se pod "atmosferom" podrazumijeva tehnička atmosfera (at).

Tehnička atmosfera (at) je tlak koji proizvodi jedan kilogram sile (kgf) ravnomjerno raspoređen na površini od jednog kvadratnog centimetra. A jedan kilogram-sila je pak jednak sili gravitacije koja djeluje na tijelo mase jednog kilograma u uvjetima ubrzanja slobodnog pada jednakog 9,80665 m/s2. Jedna kilogram-sila je tako jednaka 9,80665 Newtona, a 1 atmosfera ispada jednaka točno 98066,5 Pa. 1 at = 98066,5 Pa.

U atmosferama se, na primjer, mjeri tlak u automobilskim gumama, na primjer, preporučeni tlak u gumama putničkog autobusa GAZ-2217 je 3 atmosfere.

Tu je i "fizička atmosfera" (atm), definirana kao tlak stupca žive, visokog 760 mm u svojoj bazi, s obzirom da je gustoća žive 13595,04 kg / m3, na temperaturi od 0 °C i ispod uvjetima gravitacijskog ubrzanja od 9, 80665 m/s2. Dakle, ispada da je 1 atm \u003d 1,033233 atm \u003d 101 325 Pa.

Što se tiče kilogram-sile po kvadratnom centimetru (kgf/cm2), ova nesustavna jedinica tlaka jednaka je normalnom atmosferskom tlaku s dobrom točnošću, što je ponekad zgodno za procjenu različitih učinaka.

Nesistemska jedinica "bar" približno je jednaka jednoj atmosferi, ali je točnija - točno 100 000 Pa. U CGS sustavu, 1 bar je jednak 1.000.000 dynes/cm2. Ranije je naziv "bar" nosila jedinica, koja se sada zove "barij", i jednaka je 0,1 Pa ili u CGS sustavu 1 barij \u003d 1 dyn / cm2. Riječ "bar", "barij" i "barometar" potječu od iste grčke riječi za "gravitaciju".

Često se za mjerenje atmosferskog tlaka u meteorologiji koristi jedinica mbar (milibar), jednaka 0,001 bar. I za mjerenje tlaka na planetima gdje je atmosfera vrlo rijetka - mikrobar (mikrobar), jednak 0,000001 bar. Na tehničkim mjeračima tlaka skala najčešće ima podjelu u barovima.

Milimetar živinog stupca (mm Hg), milimetar vodenog stupca (mm vodenog stupca)

Nesustavna mjerna jedinica "milimetar žive" je 101325/760 = 133,3223684 Pa. Označava se "mm Hg", ali ponekad se označava i "torr" - u čast talijanskog fizičara, učenika Galilea, Evangelista Torricellia, autora koncepta atmosferskog tlaka.

Jedinica je nastala u vezi s prikladnim načinom mjerenja atmosferskog tlaka barometrom, u kojem je živin stupac u ravnoteži pod utjecajem atmosferskog tlaka. Živa ima veliku gustoću od oko 13 600 kg/m3 i karakterizirana je niskim tlakom zasićene pare na sobnoj temperaturi, zbog čega je svojedobno odabrana živa za barometre.

Na razini mora, atmosferski tlak je približno 760 mm Hg, to je vrijednost koja se sada smatra normalnim atmosferskim tlakom, jednakim 101325 Pa ili jednoj fizičkoj atmosferi, 1 atm. Odnosno, 1 milimetar žive jednak je 101325/760 paskala.

U milimetrima živinog stupca tlak se mjeri u medicini, meteorologiji i zrakoplovnoj navigaciji. U medicini se krvni tlak mjeri u mmHg, au vakuumskoj tehnici graduira se u mmHg, zajedno sa stupcima. Ponekad čak jednostavno napišu 25 mikrona, što znači mikrona žive, kada je riječ o evakuaciji, a mjerenje tlaka obavljaju se vakuum mjeračima.

U nekim slučajevima koriste se milimetri vodenog stupca, a zatim 13,59 mm vodenog stupca \u003d 1 mm Hg. Ponekad je to svrsishodnije i praktičnije. Milimetar vodenog stupca, poput milimetra živinog stupca, jedinica je izvan sustava, jednaka hidrostatskom tlaku od 1 mm vodenog stupca, koji ovaj stupac stvara na ravnu podlogu pri temperaturi vode u stupcu od 4°C.

Tlak je omjer sile koja djeluje okomito na površinu i površine te površine. Tlak se mjeri u paskalima (1 Pa je tlak koji stvara sila od 1 newtona kada se primijeni na površinu od jednog kvadratnog metra).

Sila pritiska je takva sila koja nastaje pritiskom na određenu površinu. Mjeri se u njutnima (1 N). Što je manja površina na koju se ovaj pritisak primjenjuje, to može biti manja primijenjena sila, s kojom možete postići očekivani učinak.

Sila pritiska djeluje na površinu okomito na nju. Ne može se poistovjetiti s pritiskom. Da biste odredili pritisak, morate njegovu silu podijeliti s površinom na koju se primjenjuje. Ako primijenite istu silu da djelujete na površine različitih područja, tada će pritisak biti veći tamo gdje je površina oslonca manja. Ako znate tlak i površinu, tada možete saznati silu pritiska množenjem tlaka s površinom.

Sila je uvijek nužno usmjerena okomito na površinu na koju djeluje. U trećem je jednak svom modulu.

Bilo koja sila može igrati ulogu sile pritiska. To može biti uteg koji deformira nosač ili sila koja pritišće tijelo na određenu podlogu i slično.

U dodiru s čvrstim tijelima tekućine djeluju na njih određenom silom koja se naziva sila pritiska. U svakodnevnom životu možete osjetiti djelovanje takve sile tako da prstom prekrijete otvor slavine iz koje teče voda. Ako se živa ulije u gumeni balon, možete vidjeti da se njegove stijenke počinju izbočiti prema van. Sila može utjecati i na druge tekućine.

Kada čvrsta tijela dođu u dodir, elastična sila nastaje kada se njihov oblik ili volumen mijenjaju. U tekućinama takve sile ne nastaju pri promjeni oblika. Nedostatak elastičnosti u odnosu na promjene oblika određuje pokretljivost tekućina. Pri sabijanju tekućina (promjeni volumena) manifestiraju se elastične sile. Zovu se sila pritiska. To jest, ako tekućina djeluje na druga tijela u dodiru s njom silom pritiska, tada je u komprimiranom stanju. Što je tekućina više komprimirana, to će rezultirajući pritisak biti jači.

Uslijed kompresije povećava se gustoća tvari, pa tekućine imaju elastičnost, što se očituje u odnosu na njihovu gustoću. Ako je posuda zatvorena klipom i na vrh se stavi teret, onda kada se klip spusti, tekućina će se početi komprimirati. U njemu će se pojaviti sila pritiska, koja će uravnotežiti težinu klipa s opterećenjem na njemu. Ako nastavite povećavati opterećenje na klipu, tekućina će se nastaviti komprimirati, a rastuća sila pritiska bit će usmjerena na ravnotežu opterećenja.

Sve tekućine (u većoj ili manjoj mjeri) mogu se stlačiti, pa je moguće izmjeriti stupanj njihove kompresije, koji odgovara određenoj sili pritiska.

Za smanjenje pritiska na površinu, ako nije moguće smanjiti silu, potrebno je povećati područje oslonca. Obrnuto, da biste povećali pritisak, morate smanjiti površinu na koju djeluje njegova sila.

Molekule plina nisu međusobno (ili preslabo) vezane silom međudjelovanja. Stoga se kreću nasumično, gotovo slobodno, ispunjavajući cijeli volumen posude koja im je pružena. U tom smislu, svojstva plinova razlikuju se od Y ovisno o tlaku u mnogo većoj mjeri nego svojstva tekućina. Zajedničko im je da tlak i tekućina i plinova ne ovisi o obliku posude u koju se mogu staviti.