Nisbah daya kepada luas. Tekanan dan daya tekanan

FIZIK. 1. Subjek dan struktur fizik Fizik ialah sains yang mengkaji yang paling mudah dan pada masa yang sama yang paling penting. sifat am dan undang-undang pergerakan objek dunia material di sekeliling kita. Hasil daripada persamaan ini, tidak ada fenomena alam yang tidak mempunyai sifat fizikal. hartanah... Ensiklopedia fizikal

Sains yang mengkaji yang paling mudah dan pada masa yang sama corak fenomena alam yang paling umum, suci dan struktur jirim dan undang-undang pergerakannya. Konsep fisiologi dan undang-undangnya mendasari semua sains semula jadi. F. tergolong dalam sains tepat dan kuantiti kajian ... Ensiklopedia fizikal

FIZIK- FIZIK, sains yang mengkaji, bersama-sama dengan kimia, undang-undang am perubahan tenaga dan jirim. Kedua-dua sains adalah berdasarkan dua undang-undang asas sains semula jadi: undang-undang pemuliharaan jisim (undang-undang Lomonosov, Lavoisier) dan undang-undang pemuliharaan tenaga (R. Mayer, Jaul... ... Ensiklopedia Perubatan Hebat

Fizik bintang adalah salah satu cabang astrofizik yang mengkaji bahagian fizikal bintang (jisim, ketumpatan, ...). Kandungan 1 Dimensi, jisim, ketumpatan, kecerahan bintang 1.1 Jisim bintang ... Wikipedia

I. Subjek dan struktur fizik Fizik ialah sains yang mengkaji yang paling mudah dan pada masa yang sama undang-undang yang paling umum fenomena alam, sifat dan struktur jirim dan undang-undang pergerakannya. Oleh itu, konsep F. dan undang-undang lain mendasari segala-galanya... ...

Dalam erti kata yang luas, tekanan lebih besar daripada tekanan atmosfera; dalam tugas teknikal dan saintifik tertentu, tekanan melebihi ciri nilai setiap tugas. Pembahagian D. v., yang sama-sama biasa ditemui dalam kesusasteraan. tinggi dan... Ensiklopedia Soviet yang Hebat

- (daripada alam fizik Yunani purba). Orang dahulu memanggil fizik sebagai kajian tentang dunia sekeliling dan fenomena alam. Pemahaman tentang istilah fizik ini kekal sehingga akhir abad ke-17. Kemudian, beberapa disiplin khas muncul: kimia, yang mengkaji sifat-sifat... ... Ensiklopedia Collier

Kajian pengaruh yang dikenakan ke atas jirim oleh tekanan yang sangat tinggi, serta penciptaan kaedah untuk mendapatkan dan mengukur tekanan tersebut. Sejarah perkembangan fizik tekanan tinggi adalah contoh menakjubkan kemajuan pesat luar biasa dalam sains,... ... Ensiklopedia Collier

Fizik keadaan pepejal ialah cabang fizik jirim pekat, yang tugasnya adalah untuk menerangkan sifat fizik pepejal dari sudut pandangan struktur atomnya. Ia berkembang secara intensif pada abad ke-20 selepas penemuan mekanik kuantum.... ... Wikipedia

Isi 1 Kaedah penyediaan 1.1 Penyejatan cecair ... Wikipedia

Buku

• Fizik. darjah 7. Buku kerja untuk buku teks oleh A. V. Peryshkin. Menegak. Standard Pendidikan Negeri Persekutuan, Khannanova Tatyana Andreevna, Khannanov Nail Kutdusovich, Manual adalah sebahagian daripada kompleks pendidikan A. V. Peryshkin "Gred 7-9", yang telah disemak mengikut keperluan Standard Pendidikan Negeri Persekutuan yang baharu. … Kategori: Fizik. Astronomi (gred 7-9) Siri: Fizik Penerbit: Bustard,
• Buku Kerja gred ke-7 Fizik untuk buku teks A. V. Peryshkina, T. Khannanova, N. Khannanov, Manual adalah sebahagian daripada kompleks pendidikan A. V. Peryshkina "Fizik. gred 7-9”, yang telah disemak mengikut keperluan Standard Pendidikan Negeri Persekutuan yang baharu. Dalam… Kategori:

Untuk memahami tekanan dalam fizik, mari kita pertimbangkan contoh yang mudah dan biasa kepada semua orang. yang mana?

Dalam keadaan di mana kita perlu memotong sosej, kita akan menggunakan objek paling tajam - pisau, dan bukan sudu, sikat atau jari. Jawapannya jelas - pisau lebih tajam, dan semua daya yang kami gunakan diagihkan di sepanjang tepi pisau yang sangat nipis, membawa kesan maksimum dalam bentuk memisahkan bahagian objek, i.e. sosej. Contoh lain ialah kita berdiri di atas salji yang longgar. Kaki saya kendur dan berjalan amat tidak selesa. Jadi mengapa pemain ski meluru melepasi kami dengan mudah dan pada kelajuan tinggi, tanpa lemas atau terjerat dalam salji longgar yang sama? Jelas sekali, salji adalah sama untuk semua orang, baik pemain ski mahupun pejalan kaki, tetapi kesannya terhadapnya berbeza.

Dengan tekanan yang lebih kurang sama, iaitu berat, kawasan permukaan yang menekan salji sangat berbeza. Kawasan ski jauh lebih besar daripada luas tapak kasut, dan, dengan itu, beratnya diagihkan ke atas permukaan yang lebih besar. Apakah yang membantu atau, sebaliknya, menghalang kita daripada mempengaruhi permukaan secara berkesan? Mengapa pisau tajam memotong roti dengan lebih baik, dan mengapa ski rata dan lebar memegang permukaan dengan lebih baik, mengurangkan penembusan ke dalam salji? Dalam kursus fizik gred ketujuh, mereka mengkaji konsep tekanan untuk ini.

Tekanan dalam fizik

Daya yang dikenakan pada mana-mana permukaan dipanggil daya tekanan. Dan tekanan ialah kuantiti fizik yang sama dengan nisbah daya tekanan yang dikenakan pada permukaan tertentu dengan luas permukaan ini. Formula untuk mengira tekanan dalam fizik adalah seperti berikut:

di mana p ialah tekanan,
F - daya tekanan,
s ialah luas permukaan.

Kami melihat bagaimana tekanan ditetapkan dalam fizik, dan kami juga melihat bahawa dengan daya yang sama, tekanan lebih besar dalam kes apabila kawasan sokongan atau, dengan kata lain, kawasan sentuhan badan yang berinteraksi lebih kecil. Dan, sebaliknya, dengan peningkatan dalam kawasan sokongan, tekanan berkurangan. Itulah sebabnya pisau yang lebih tajam memotong mana-mana badan dengan lebih baik, dan paku yang dipacu ke dinding mempunyai hujung yang tajam. Dan itulah sebabnya ski kekal di atas salji jauh lebih baik daripada tanpa mereka.

Unit tekanan

Unit ukuran untuk tekanan ialah 1 newton setiap meter persegi - ini adalah kuantiti yang telah kami ketahui dari kursus gred ketujuh. Kita juga boleh menukar unit tekanan N/m2 kepada pascal, unit yang dinamakan sempena saintis Perancis Blaise Pascal, yang membangunkan apa yang dipanggil Undang-undang Pascal. 1 N/m = 1 Pa. Dalam amalan, unit pengukuran tekanan lain juga digunakan - milimeter merkuri, bar, dan sebagainya.

Bayangkan silinder tertutup diisi dengan udara, dengan omboh dipasang di atas. Jika anda mula menekan omboh, isipadu udara dalam silinder akan mula berkurangan, molekul udara akan mula berlanggar antara satu sama lain dan dengan piston semakin kuat, dan tekanan udara termampat pada omboh akan meningkat. .

Jika omboh kini dilepaskan secara mendadak, udara termampat akan menolaknya secara mendadak ke atas. Ini akan berlaku kerana, dengan kawasan omboh yang malar, daya yang bertindak ke atas omboh dari udara termampat akan meningkat. Kawasan omboh kekal tidak berubah, tetapi daya yang dikenakan oleh molekul gas meningkat, dan tekanan meningkat dengan sewajarnya.

Atau contoh lain. Seorang lelaki berdiri di atas tanah, berdiri dengan kedua-dua kaki. Dalam kedudukan ini, seseorang itu selesa dan tidak mengalami sebarang ketidakselesaan. Tetapi apa yang berlaku jika orang ini memutuskan untuk berdiri dengan sebelah kaki? Dia akan membengkokkan sebelah kakinya di lutut, dan kini akan berehat di atas tanah dengan hanya satu kaki. Dalam kedudukan ini, seseorang akan merasakan ketidakselesaan tertentu, kerana tekanan pada kaki telah meningkat, kira-kira 2 kali ganda. kenapa? Kerana kawasan di mana graviti kini menekan seseorang ke tanah telah berkurangan sebanyak 2 kali ganda. Berikut ialah contoh tekanan dan betapa mudahnya ia dapat dikesan dalam kehidupan seharian.

Dari sudut pandangan fizik, tekanan ialah kuantiti fizik yang secara berangka sama dengan daya yang bertindak berserenjang dengan permukaan per unit luas permukaan tertentu. Oleh itu, untuk menentukan tekanan pada titik tertentu pada permukaan, komponen normal daya yang dikenakan pada permukaan dibahagikan dengan luas elemen permukaan kecil di mana daya ini bertindak. Dan untuk menentukan tekanan purata ke atas keseluruhan kawasan, komponen normal daya yang bertindak pada permukaan mesti dibahagikan dengan jumlah luas permukaan ini.

Tekanan diukur dalam pascal (Pa). Unit pengukuran tekanan ini mendapat namanya sebagai penghormatan kepada ahli matematik, fizik dan penulis Perancis Blaise Pascal, pengarang undang-undang asas hidrostatik - Hukum Pascal, yang menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan pada cecair atau gas dihantar ke mana-mana titik. tanpa perubahan dalam semua arah. Unit tekanan "pascal" mula-mula diperkenalkan ke dalam edaran di Perancis pada tahun 1961, menurut dekri unit, tiga abad selepas kematian saintis itu.

Satu pascal adalah sama dengan tekanan yang disebabkan oleh daya satu newton, teragih seragam, dan diarahkan berserenjang dengan permukaan satu meter persegi.

Pascals mengukur bukan sahaja tekanan mekanikal (tegasan mekanikal), tetapi juga modulus elastik, modulus Young, modulus pukal, kekuatan alah, had berkadar, kekuatan tegangan, kekuatan ricih, tekanan bunyi dan tekanan osmotik. Secara tradisinya, ia adalah dalam pascal bahawa ciri mekanikal bahan yang paling penting dalam bahan kekuatan dinyatakan.

Suasana teknikal (at), fizikal (atm), kilogram-daya setiap sentimeter persegi (kgf/cm2)

Selain pascal, unit lain (bukan sistem) juga digunakan untuk mengukur tekanan. Satu unit sedemikian ialah "atmosfera" (at). Tekanan satu atmosfera adalah lebih kurang sama dengan tekanan atmosfera di permukaan Bumi pada paras lautan. Hari ini, "atmosfera" merujuk kepada suasana teknikal (at).

Suasana teknikal (at) ialah tekanan yang dihasilkan oleh satu kilogram-daya (kgf) yang diagihkan secara sama rata di atas kawasan seluas satu sentimeter persegi. Dan satu kilogram-daya pula adalah sama dengan daya graviti yang bertindak ke atas jasad seberat satu kilogram dalam keadaan pecutan graviti bersamaan dengan 9.80665 m/s2. Oleh itu, satu kilogram-daya adalah sama dengan 9.80665 newton, dan 1 atmosfera ternyata sama dengan tepat 98066.5 Pa. 1 pada = 98066.5 Pa.

Sebagai contoh, tekanan dalam tayar kereta diukur dalam atmosfera sebagai contoh, tekanan tayar yang disyorkan untuk bas penumpang GAZ-2217 ialah 3 atmosfera.

Terdapat juga "suasana fizikal" (atm), yang ditakrifkan sebagai tekanan lajur merkuri setinggi 760 mm pada tapaknya, memandangkan ketumpatan merkuri ialah 13595.04 kg/m3, pada suhu 0 ° C dan dalam keadaan pecutan graviti sama dengan 9, 80665 m/s2. Jadi ternyata 1 atm = 1.033233 atm = 101,325 Pa.

Bagi daya kilogram setiap sentimeter persegi (kgf/cm2), unit tekanan tambahan sistemik ini adalah sama dengan tekanan atmosfera biasa dengan ketepatan yang baik, yang kadangkala mudah untuk menilai pelbagai kesan.

"Bar" unit luar sistem adalah sama dengan lebih kurang satu atmosfera, tetapi lebih tepat - tepat 100,000 Pa. Dalam sistem CGS, 1 bar adalah bersamaan dengan 1,000,000 dynes/cm2. Sebelum ini, nama "bar" dibawa oleh unit yang kini dipanggil "barium", dan bersamaan dengan 0.1 Pa atau dalam sistem CGS 1 barium = 1 dyne/cm2. Perkataan "bar", "barium" dan "barometer" semuanya berasal dari perkataan Yunani yang sama untuk "graviti".

Unit mbar (milibar), bersamaan dengan 0.001 bar, sering digunakan untuk mengukur tekanan atmosfera dalam meteorologi. Dan untuk mengukur tekanan pada planet di mana atmosfera sangat jarang - μbar (microbar), bersamaan dengan 0.000001 bar. Pada tolok tekanan teknikal, selalunya skala itu diijazahkan dalam bar.

Milimeter merkuri (mmHg), milimeter air (mmHg)

Unit ukuran bukan sistem "milimeter merkuri" adalah bersamaan dengan 101325/760 = 133.3223684 Pa. Ia ditetapkan sebagai "mmHg", tetapi kadangkala dilambangkan sebagai "torr" - sebagai penghormatan kepada ahli fizik Itali, pelajar Galileo, Evangelista Torricelli, pengarang konsep tekanan atmosfera.

Unit ini dibentuk berkaitan dengan kaedah mudah untuk mengukur tekanan atmosfera dengan barometer, di mana lajur merkuri berada dalam keseimbangan di bawah pengaruh tekanan atmosfera. Merkuri mempunyai ketumpatan tinggi kira-kira 13600 kg/m3 dan dicirikan oleh tekanan wap tepu yang rendah pada suhu bilik, itulah sebabnya merkuri dipilih untuk barometer pada satu masa.

Di paras laut, tekanan atmosfera adalah kira-kira 760 mm Hg, nilai inilah yang kini dianggap tekanan atmosfera normal, bersamaan dengan 101325 Pa atau satu atmosfera fizikal, 1 atm. Iaitu, 1 milimeter merkuri bersamaan dengan 101325/760 pascal.

Tekanan diukur dalam milimeter merkuri dalam perubatan, meteorologi, dan navigasi penerbangan. Dalam perubatan, tekanan darah diukur dalam mmHg, dalam teknologi vakum ia bergraduat dalam mmHg, bersama-sama dengan bar. Kadang-kadang mereka hanya menulis 25 mikron, bermakna mikron merkuri apabila kita bercakap tentang pemindahan, dan pengukuran tekanan dilakukan dengan tolok vakum.

Dalam sesetengah kes, milimeter lajur air digunakan, dan kemudian lajur air 13.59 mm = 1 mm Hg. Kadang-kadang ini lebih sesuai dan mudah. Satu milimeter lajur air, seperti satu milimeter merkuri, ialah unit bukan sistemik, bersamaan pula dengan tekanan hidrostatik 1 mm lajur air, yang lajur ini dikenakan pada tapak rata pada suhu lajur air 4 ° C.

Tekanan ialah nisbah daya yang bertindak berserenjang dengan permukaan dengan luas permukaan itu. Tekanan diukur dalam pascal (1 Pa ialah tekanan yang dihasilkan oleh daya 1 newton apabila digunakan pada permukaan satu meter persegi).

Daya tekanan ialah daya yang dikenakan oleh tekanan pada permukaan tertentu. Ia diukur dalam newton (1 N). Lebih kecil kawasan permukaan di mana tekanan ini dikenakan, lebih kecil daya yang dikenakan yang boleh digunakan untuk kesan yang dijangkakan.

Daya tekanan bertindak pada permukaan yang berserenjang dengannya. Ia tidak boleh dikenal pasti dengan tekanan. Untuk menentukan tekanan, anda perlu membahagikan dayanya dengan kawasan permukaan di mana ia digunakan. Jika daya yang sama dikenakan pada permukaan kawasan yang berbeza, maka tekanan akan menjadi lebih besar di mana kawasan sokongan lebih kecil. Jika tekanan dan luas permukaan diketahui, maka daya tekanan boleh didapati dengan mendarabkan tekanan dengan luas.

Daya sentiasa semestinya diarahkan berserenjang dengan permukaan yang mempengaruhinya. Menurut yang ketiga, ia sama dengan modulusnya.

Mana-mana daya boleh memainkan peranan sebagai daya tekanan. Ini boleh menjadi berat yang mengubah bentuk sokongan, atau daya yang menekan badan ke permukaan tertentu, dan sebagainya.

Apabila cecair bersentuhan dengan pepejal, ia bertindak ke atasnya dengan daya tertentu, yang dipanggil daya tekanan. Dalam kehidupan seharian, anda boleh merasakan kesan daya sedemikian dengan menutup bukaan paip dengan jari anda, dari mana air datang. Jika anda menuang merkuri ke dalam belon getah, anda dapat melihat bahawa dindingnya akan mula membonjol ke luar. Daya juga boleh menjejaskan cecair lain.

Apabila jasad pepejal bersentuhan, daya kenyal timbul apabila bentuk atau isipadunya berubah. Dalam cecair, daya sedemikian tidak timbul apabila berubah bentuk. Kekurangan keanjalan berhubung dengan perubahan bentuk menentukan mobiliti cecair. Apabila cecair dimampatkan (isipadunya berubah), daya keanjalan akan nyata. Inilah yang dipanggil daya tekanan. Iaitu, jika cecair bertindak pada badan lain yang bersentuhan dengannya dengan daya tekanan, maka ia berada dalam keadaan termampat. Lebih banyak bendalir dimampatkan, lebih besar daya tekanan yang terhasil.

Hasil daripada pemampatan, ketumpatan bahan meningkat, jadi cecair mempunyai keanjalan, yang menunjukkan dirinya berhubung dengan ketumpatannya. Jika vesel ditutup dengan omboh dan berat diletakkan di atas, maka apabila omboh diturunkan, cecair akan mula mampat. Daya tekanan akan timbul di dalamnya, yang akan mengimbangi berat omboh dengan beban di atasnya. Jika anda terus meningkatkan beban pada omboh, bendalir akan terus dimampatkan, dan daya tekanan yang semakin meningkat akan bertujuan untuk mengimbangi beban.

Semua cecair (pada tahap yang lebih besar atau lebih kecil) boleh dimampatkan, jadi adalah mungkin untuk mengukur tahap mampatannya, yang sepadan dengan daya tekanan tertentu.

Untuk mengurangkan tekanan pada permukaan, jika mustahil untuk mengurangkan daya, perlu meningkatkan kawasan sokongan. Sebaliknya, untuk meningkatkan tekanan, anda perlu mengurangkan kawasan di mana dayanya bertindak.

Molekul gas tidak bersambung (atau terlalu lemah bersambung) antara satu sama lain melalui daya interaksi. Oleh itu, mereka bergerak secara huru-hara, hampir bebas, mengisi keseluruhan isipadu kapal yang disediakan kepada mereka. Dalam hal ini, sifat-sifat gas berbeza daripada mereka dan bergantung pada tekanan pada tahap yang lebih besar daripada cecair. Apa yang mereka ada persamaan ialah tekanan kedua-dua cecair dan gas adalah bebas daripada bentuk bekas di mana ia boleh diletakkan.