Da biste razumjeli što je pritisak u fizici, razmotrite jednostavan i svima poznat primjer. Koji?
U situaciji kada trebamo rezati kobasicu, koristit ćemo najoštriji predmet - nož, a ne žlicu, češalj ili prst. Odgovor je očigledan - nož je oštriji, a sva sila koju primjenjujemo raspoređuje se po vrlo tankoj ivici noža, donoseći maksimalan učinak u vidu odvajanja dijela predmeta, tj. kobasice. Drugi primjer je da stojimo na rastresitom snijegu. Noge mi klonu i hodanje je izuzetno neugodno. Zašto onda skijaši s lakoćom i velikom brzinom jure pored nas, a da se ne udave ili zapetljaju u isti rastresiti snijeg? Očigledno, snijeg je isti za sve, i za skijaše i za pješake, ali je utjecaj na njega različit.
Sa približno istim pritiskom, odnosno težinom, površina pritiska na snijeg uvelike varira. Skijalište je mnogo više površine potplate cipela, te se shodno tome i težina raspoređuje na veću površinu. Šta nas pomaže ili, obrnuto, sprečava da efikasno utičemo na površinu? Zašto oštar nož bolje seče kruh, dok ravne, široke skije bolje drže podlogu, smanjujući prodor u snijeg? U sedmom razredu fizike proučavaju koncept pritiska za ovo.
Pritisak u fizici
Sila koja se primjenjuje na bilo koju površinu naziva se sila pritiska. A pritisak jeste fizička količina, što je jednako omjeru sile pritiska primijenjene na određenu površinu prema površini ove površine. Formula za izračunavanje pritiska u fizici je sljedeća:
gdje je p pritisak,
F - sila pritiska,
s je površina.
Vidimo kako se u fizici označava pritisak, a također vidimo da je s istom silom pritisak veći u slučaju kada je površina oslonca ili, drugim riječima, površina kontakta tijela u interakciji manja. I obrnuto, s povećanjem područja potpore, pritisak se smanjuje. Zato oštriji nož bolje seče svako tijelo, a ekseri zabijeni u zid imaju oštre vrhove. I zato skije mnogo bolje stoje na snijegu nego bez njih.
Jedinice pritiska
Mjerna jedinica za pritisak je 1 njutn po kvadratnom metru - to su količine koje su nam već poznate iz kursa sedmog razreda. Jedinice tlaka N/m2 također možemo pretvoriti u paskale, jedinice nazvane po francuskom naučniku Blaiseu Pascalu, koji je razvio takozvani Pascalov zakon. 1 N/m = 1 Pa. U praksi se koriste i druge jedinice mjerenja tlaka - milimetri žive, barovi i tako dalje.
Pritisak- fizička veličina brojčano jednaka sili koja djeluje po jedinici površine okomito na ovu površinu. Simbol koji se obično koristi za označavanje pritiska je str- od lat. pressūra(pritisak).
Pritisak na površinu može imati neravnomjernu raspodjelu, stoga se pravi razlika između pritiska na lokalnom fragmentu površine i prosječnog pritiska na cijeloj površini.
Pritisak na lokalnoj površini definira se kao omjer normalne komponente sile dF n, djelujući na ovaj fragment površine, na područje ovog fragmenta dS:
Prosječni pritisak na cijeloj površini je omjer normalne komponente sile Fn, koji djeluje na datu površinu, na njenu površinu S:
Pritisak gasova i tečnosti se meri pomoću manometara, diferencijalnih manometara, vakuum manometara, senzora pritiska, atmosferski pritisak- barometri.
Jedinice za mjerenje pritiska imaju dugu istoriju i, uzimajući u obzir različite medije (tečnost, gas, čvrstu materiju), prilično su raznolike. Navedimo glavne.
Pascal
U međunarodnom sistemu jedinica ( SI) se mjeri u paskalima ( Ruska oznaka: Pa; međunarodni: Pa). Pascal je jednak pritisku koji uzrokuje sila jednaka jednom njutnu, ravnomjerno raspoređena po površini koja je normalna na nju s površinom od jednog kvadratnog metra.
1 Pa = 1 N/m 2
Jedan paskal je mali pritisak. Otprilike ovaj pritisak stvara komad papira koji leži na stolu. školska sveska. Stoga se često koriste više jedinica pritiska:
Tada dobijamo sljedeću korespondenciju: 1 MPa = 1 MN/m² = 1 N/mm² = 100 N/cm².
Takođe, skale instrumenata za merenje pritiska mogu se gradirati u vrednostima N/m 2 ili N/mm 2 .
Omjeri vrijednosti prema 1 Pa:
Dina
Dina(ruska oznaka: din, međunarodna oznaka: dyn) - jedinica sile u GHS sistemu jedinica. Jedna dina je brojčano jednaka sili koja tijelu teškom 1 gram daje ubrzanje od jednog centimetra u sekundi u sekundi.
1 dina = 1 g cm/s 2 = 10 -5 H = 1,0197 10 -6 kgf
GHS(centimetar-gram-sekunda) - sistem mjernih jedinica koji se naširoko koristio prije usvajanja Međunarodni sistem jedinice (SI). Drugi naziv - apsolutni fizički sistem jedinica.
bar (bar, bar)
Bar (ruska oznaka: bar; međunarodni: bar;) - nesistemska jedinica za pritisak, približno jednaka jednoj atmosferi, koja se koristi za tečnosti i gasove pod pritiskom.
Zašto bar, a ne pascal? Za tehnička mjerenja gdje postoje visokog pritiska, pascal je premala jedinica. Stoga je uvedena veća jedinica - 1 bar. Ovo je otprilike pritisak zemljine atmosfere.
Bar je nesistemska jedinica za mjerenje pritiska.
Kilogram-sila
Kilogram-sila jednaka je sili koja pridaje masi u mirovanju jednakoj masi međunarodnog prototipa kilograma ubrzanje jednako normalnom ubrzanju slobodan pad(9,80665 m/s 2).
1 kgf = 1 kg * 9,80665 m/s 2 = 9,80665 N
Kilogram-sila je približno jednaka sili kojom tijelo teško 1 kilogram pritiska na vagu na površini Zemlje, pa je zgodna po tome što je njena vrijednost jednaka težini tijela od 1 kg, pa je čovjeku je lako zamisliti, na primjer, kolika je sila od 5 kgf.
Kilogram-sila (ruska oznaka: kgf ili kg; međunarodni: kgf ili kg F ) - jedinica sile u sistemu jedinica MKGSS ( M etr - TO mulj G ramm- WITH ila - WITH sekunda).
Tehnička atmosfera (at, at), kgf/cm 2
Tehnička atmosfera (ruska oznaka: at; međunarodna: at) jednaka je pritisku koji proizvodi sila od 1 kgf, ravnomjerno raspoređena po ravnoj površini okomitoj na nju s površinom od 1 cm 2. dakle,
1 na = 98.066,5 Pa
Fizička atmosfera (atm, atm)
Normalna, standardna ili fizička atmosfera (ruska oznaka: atm; međunarodna: atm) - nesistemska jedinica, jednaka pritisku stuba živine visine 760 mm na njegovu horizontalna osnova pri gustini žive od 13,595,04 kg/m 3 , na temperaturi od 0°C i pri normalnom gravitacionom ubrzanju od 9,80665 m/s 2 .
1 atm = 760 mmHg.
prema definiciji:
Milimetar žive
Milimetar žive (ruska oznaka: mm Hg; međunarodna: mm Hg) je nesistemska jedinica mjerenja tlaka, koja se ponekad naziva i "torr" (ruska oznaka - Torr, internacionalna - Torr) u čast Evangeliste Torricellija.
1 mmHg ≈ 133,3223684 Pa
| atm nivo mora | 760 mmHg |
| 760 mmHg | 101 325 Pa |
| 1 mmHg | 101 325 / 760 ≈ 133,3223684 Pa |
| 1 mmHg |
13,5951 mm vodenog stupca |
Nastanak ove jedinice povezan je sa metodom mjerenja atmosferskog tlaka pomoću barometra, u kojem se tlak balansira stupcem tekućine. Živa se često koristi kao tečnost jer ima veoma veliku gustinu (≈13.600 kg/m3) i nizak pritisak pare na sobnoj temperaturi.
Milimetri žive se koriste, na primjer, u vakuumskoj tehnologiji, u vremenskim izvještajima i u mjerenju krvnog pritiska.
Jedinica mjere "inč žive" (simbol - inHg) se također koristi u SAD-u i Kanadi. 1 inHg = 3,386389 kPa na 0 °C.
Milimetar vodenog stuba
Milimetar vodenog stuba (ruska oznaka: mm vodeni stub, mm H 2 O; međunarodna: mm H 2 O) je nesistemska jedinica za merenje pritiska. Gavran hidrostatski pritisak stup vode visine 1 mm postavljen na ravnu podlogu na temperaturi vode od 4 °C.
IN Ruska Federacija odobren za upotrebu kao nesistemska jedinica za mjerenje tlaka bez vremenskog ograničenja sa obimom upotrebe "sva područja".
U ronilačkoj praksi često se susrećemo s proračunom mehaničkog, hidrostatskog i plinskog tlaka u širokom rasponu vrijednosti. U zavisnosti od vrednosti izmerenog pritiska, koriste se različite jedinice.
U SI i ISS sistemima, jedinica za pritisak je paskal (Pa), u sistemu MKGSS - kgf/cm 2 (tehnička atmosfera - at). Torus (mm Hg), atm (fizička atmosfera), m voda se koriste kao vansistemske jedinice za pritisak. čl. i u engleske mere- lb/in 2 . Odnosi između različitih jedinica pritiska su dati u tabeli 10.1.
Mehanički pritisak se mjeri silom koja djeluje okomito po jedinici površine tijela:
gdje je p pritisak, kgf/cm2;
F - sila, kgf;
S - površina, cm 2.
Primjer 10.1. Odrediti pritisak koji ronilac vrši na palubu broda i na tlo pod vodom kada napravi korak (tj. stoji na jednoj nozi). Težina ronioca u opremi u zraku je 180 kgf, a pod vodom 9 kgf. Uzmite površinu đona ronilačke patike na 360 cm 2 . Rješenje. 1) Pritisak koji se ronilačkim čizmama prenosi na palubu broda, prema (10.1):
P = 180/360 = 0,5 kgf/cm
Ili u SI jedinicama
P = 0,5 * 0,98,10 5 = 49000 Pa = 49 kPa.
Tabela 10.1. Odnosi između različitih jedinica pritiska
2) Pritisak koji se ronilačkim čizmama prenosi na tlo pod vodom:
ili u SI jedinicama
P = 0,025*0,98*10 5 = 2460 Pa = 2,46 kPa.
Hidrostatički pritisak tečnost je svuda okomita na površinu na koju djeluje i povećava se s dubinom, ali ostaje konstantna u bilo kojoj horizontalnoj ravni.
Ako površina tekućine ne doživljava vanjski pritisak (na primjer, tlak zraka) ili se ne uzima u obzir, tada se tlak unutar tekućine naziva višak tlaka
gdje je p pritisak fluida, kgf/cm2;
p - gustina tečnosti, gs" s 4 / cm 2;
g - ubrzanje slobodnog pada, cm/s 2 ;
Y- specifična gravitacija tečnost, kg/cm 3, kgf/l;
H - dubina, m.
Ako površina tečnosti doživljava vanjski pritisak pp. zatim pritisak unutar tečnosti
Ako atmosferski tlak zraka djeluje na površinu tekućine, tada se tlak unutar tekućine naziva apsolutni pritisak(tj. pritisak mjeren od nule - potpuni vakuum):
gdje je B atmosferski (barometrijski) pritisak, mm Hg. Art.
U praktičnim proračunima za svježa voda prihvatiti
Y = l kgf/l i atmosferski pritisak p 0 = 1 kgf/cm 2 = = 10 m vode. čl., zatim višak pritiska vode u kgf/cm 2
i apsolutni pritisak vode
Primjer 10.2. Pronađite apsolutni pritisak morska voda djeluje na ronioca na dubini od 150 m, ako je barometarski pritisak 765 mm Hg. čl., a specifična težina morske vode je 1,024 kgf/l.
Rješenje. Apsolutni krvni pritisak (10/4)
podešena vrijednost apsolutnog tlaka prema (10.6)
U ovom primjeru, upotreba približne formule (10.6) za proračun je sasvim opravdana, jer greška proračuna ne prelazi 3%.
Primjer 10.3. U šupljoj konstrukciji koja sadrži vazduh pod atmosferskim pritiskom p a = 1 kgf/cm 2 i nalazi se ispod vode, nastala je rupa kroz koju je počela da teče voda (slika 10.1). Koliki će pritisak doživjeti ronilac ako pokuša zatvoriti ovu rupu rukom? Površina poprečnog presjeka rupe je 10X10 cm2, visina vodenog stupca H iznad rupe je 50 m.
Rice. 9.20. Kamera za posmatranje "Galeazzi": 1 - oko; 2 - uređaj za otpuštanje i rezanje kabla; 3 - priključak za telefonski ulaz; 4 - poklopac otvora; 5 - gornji otvor; 6 - gumeni zaptivni prsten; 7 - donji otvor; 8 - kućište kamere; 9 - boca kiseonika sa manometrom; 10 - uređaj za hitno oslobađanje balasta; 11 - hitni balast; 12 - kabl lampe; 13 - lampa; 14 - električni ventilator; 15-telefon-mikrofon; 16 - akumulatorska baterija; 17 - regenerativna radna kutija; 18 - otvor poklopca grotla
Rješenje. Preveliki pritisak vode na rupi prema (10.5)
P = 0,1-50 = 5 kgf/cm2.
Sila pritiska na ruci ronioca iz (10.1)
F = Sp = 10*10*5 = 500 kgf = 0,5 tf.
Pritisak plina zatvorenog u posudi ravnomjerno je raspoređen, ako se ne uzme u obzir njegova težina, što, s obzirom na veličinu posuda koje se koriste u ronilačkoj praksi, ima neznatan učinak. Pritisak konstantne mase gasa zavisi od zapremine koju zauzima i temperature.
Odnos između pritiska gasa i njegovog volumena pri konstantnoj temperaturi utvrđuje se izrazom
P 1 V 1 = p 2 V 2 (10.7)
Gdje su p 1 i p 2 - početni i konačni apsolutni pritisak, kgf/cm 2;
V 1 i V 2 - početna i konačna zapremina gasa, l. Odnos između pritiska gasa i njegove temperature pri konstantnoj zapremini utvrđuje se izrazom
gdje su t 1 i t 2 početna i konačna temperatura plina, °C.
Pri konstantnom pritisku, sličan odnos postoji između zapremine i temperature gasa
Odnos između pritiska, zapremine i temperature gasa utvrđuje se jedinstvenim zakonom gasnog stanja
Primjer 10.4. Kapacitet cilindra je 40 l, pritisak vazduha u njemu prema manometru je 150 kgf/cm 2. Odredite zapreminu slobodnog vazduha u cilindru, odnosno zapreminu smanjenu na 1 kgf/cm 2.
Rješenje. Početni apsolutni pritisak p = 150+1 = 151 kgf/cm 2, konačni p 2 = 1 kgf/cm 2, početni volumen V 1 = 40 litara. Slobodni volumen zraka od (10.7)
Primjer 10.5. Manometar na boci kiseonika u prostoriji sa temperaturom od 17°C pokazao je pritisak od 200 kgf/cm 2 . Ovaj cilindar je prebačen na palubu, gdje su sljedećeg dana na temperaturi od -11°C njegova očitanja pala na 180 kgf/cm 2. Postojala je sumnja na curenje kiseonika. Provjerite je li sumnja tačna.
Rješenje. Početni apsolutni pritisak p 2 = 200 + 1 = 201 kgf/cm 2 , konačni p 2 = 180 + 1 = 181 kgf/cm 2 , početna temperatura t 1 = 17°C, završna temperatura t 2 =-11° C. Izračunato konačni pritisak od (10.8)
Sumnje su neosnovane, jer su stvarni i proračunati pritisci jednaki.
Primjer 10.6. Ronilac pod vodom troši 100 l/min vazduha komprimovanog do pritiska dubine uranjanja od 40 m. Odrediti potrošnju slobodnog vazduha (tj. pri pritisku od 1 kgf/cm2).
Rješenje. Početni apsolutni pritisak na dubini uranjanja prema (10.6)
P 1 = 0,1*40 =5 kgf/cm2.
Konačni apsolutni pritisak P 2 = 1 kgf/cm 2
Početni protok vazduha Vi = l00 l/min.
Slobodan protok vazduha prema (10.7)
Prošle godine smo završili projektni rad na temu “Pritisak i njegov značaj u praktičnim aktivnostima”. Zainteresovali smo se za značenje pritiska u svetu oko nas. Bilo je zanimljivo pronaći primjenu našeg znanja u praktične svrhe.
Zaista volimo da šetamo zimskom šumom. Postalo je zanimljivo: zašto je moguće pasti u snježni nanos dok stojite bez skija, ali na skijama možete kliziti niz bilo koji snježni tobogan. Kod kuće, sedeći na tvrdoj stolici, nije moguće dugo sedeti, ali na mekoj stolici možete sedeti satima. Zašto?
Gledajući razne automobile, obraćamo pažnju na razne veličine točkovi Zašto teška vozila i terenska vozila imaju veoma široke gume?
Koncept pritiska.
Pritisak i sila pritiska
Više puta smo zapazili kako djelovanje iste sile dovodi do različiti rezultati. Na primjer, koliko god snažno pritiskali dasku, malo je vjerovatno da ćemo je moći probiti prstom. Ali primjenom iste sile na glavu potisne igle, lako zabijamo oštar kraj u istu ploču. Da ne padne u duboki snijeg, osoba stavlja skije. I iako se težina osobe ne mijenja, on ne pritiska površinu snijega dok skija.
Ovi i mnogi drugi primjeri pokazuju da rezultat sile ne ovisi samo o njenoj numerička vrijednost, ali i površine, ista sila vrši različit pritisak.
Pritisak je omjer sile koja djeluje na površinu tijela okomitu na ovu površinu i površine ove površine:
PRITISAK = SILA_
Pritisak se obično označava slovom p. Stoga, možete napisati formulu koristeći slovnu notaciju (zapamtite da je sila označena slovom F, a površina S): p = _F_
Pritisak pokazuje kolika sila djeluje na jediničnu površinu tijela. Jedinica za pritisak je paskal (Pa). Pritisak od jednog Paskala vrši silu od jednog Njutna po površini jednog kvadratnog metra: 1 Pa = 1 N/1m².
Sila koja stvara pritisak na bilo koju površinu naziva se sila pritiska.
Ako pomnožite pritisak sa površinom, možete izračunati silu pritiska: sila pritiska = površina pritiska, ili ista stvar u slovnom zapisu:
Da biste smanjili pritisak, dovoljno je povećati površinu na koju djeluje sila. Na primjer, povećanje površine donjeg dijela temelja, čime se smanjuje pritisak kuće na tlo. Traktori i tenkovi imaju veliku potpornu površinu gusjenica, stoga, unatoč njihovoj značajnoj težini, njihov pritisak na tlo nije tako velik: ova vozila mogu proći čak i kroz močvarna, močvarna tla.
U slučajevima kada je potrebno povećati pritisak, površina se smanjuje (dok sila pritiska ostaje ista). Dakle, da bi se povećao pritisak, oštri se instrumenti za probijanje i rezanje - makaze, noževi, igle, rezači žice.
2. Pritisak na dubini
Ronilac koji nosi laganu opremu može zaroniti u vodu do dubine od približno 80 metara. Ako je potrebno dublje zaron, koriste se posebna svemirska odijela, a koriste se i posebna dubokomorska vozila poput podmornica i batiskafa. Oni štite osobu od ogromnog pritiska koji djeluje na tijelo, uronjeno u dubinu. Kako nastaje ovaj pritisak?
Mentalno podijelimo tekućinu na horizontalne slojeve. On gornji sloj Tečnosti su podložne gravitaciji, tako da težina gornjeg sloja tečnosti stvara pritisak na drugi sloj. Na drugi sloj takođe utiče gravitacija, a težina drugog sloja stvara pritisak na treći sloj. Međutim, prema Pascalovom zakonu, drugi sloj također prenosi pritisak gornjeg sloja na treći sloj bez promjene. To znači da je treći sloj ispod visokog pritiska nego drugi. Slična slika se opaža i sa sljedećim slojevima: što je dublje, to je veći pritisak. U tečnosti sabijenoj ovim pritiskom nastaje elastična sila koja vrši pritisak na zidove i dno posude i na dno površine tela uronjenih u tečnost.
Izračunajmo pritisak koji vrši stub tečnosti visine h na dno posude čija je površina S. Težina jednaka sili gravitacije vrši pritisak na dno posude. Izračunavamo silu gravitacije koristeći nam poznatu formulu: F težak = m g, gdje je m masa tekućine. Iako nam je masa nepoznata, možemo je izračunati iz zapremine i gustine: m = p V
Uzmimo gustinu iz tabele i izračunajmo zapreminu V. Volumen, kao što je poznato, jednak je proizvodu površine baze S i visine h; V=s h. Masa tečnosti će biti jednaka: m = p V= p S h
Zamijenimo masu u formulu za izračunavanje sile gravitacije:
Fstrand= m g = p S h g
Odredimo pritisak tečnosti na dnu posude:
Kao što se vidi iz formule, pritisak tečnosti na dnu posude je direktno proporcionalan visini stuba tečnosti.
Koristeći istu formulu, možemo izračunati pritisak stupca tekućine: tada kao h moramo zamijeniti dubinu na kojoj želimo odrediti pritisak.
Budući da Pascalov zakon vrijedi ne samo za tekućine, već i za plinove, sva gore navedena razmišljanja i zaključci vrijede ne samo za tekućine, već i za plinove.
Često se kaže da živimo na dnu prozračnog sloja zraka koji okružuje Zemlju. Ovo je atmosferski pritisak. Poznato je da sa povećanjem nadmorske visine, atmosferski pritisak opada. To je lako objasniti: što se više dižemo, to je niža visina vazdušnog stuba h, a samim tim i manji pritisak koji stvara.
3. Prenos pritiska tečnostima i gasovima
Čvrsta tijela prenose pritisak koji se na njih vrši u smjeru sile. Na primjer, dugme gura ploču u istom smjeru u kojem je vaš prst pritiska.
Sa tečnostima i gasovima situacija je potpuno drugačija. Ako prevarimo balon, zatim svojim disanjem vršimo pritisak u vrlo specifičnom smjeru. Međutim, lopta se naduvava u svim smjerovima.
Dok se igraju domaćim prskalicama, dječaci stišću stranice plastičnih tegli napunjenih vodom. U isto vrijeme voda izlazi iz otvora u čepu - mijenja se smjer pritiska. Ovi i slični eksperimenti potvrđuju Pascalov zakon, koji kaže: tečnosti i gasovi prenose pritisak koji se na njih vrši bez promene na svaku tačku tečnosti ili gasa.
Ovo svojstvo tečnosti i gasova objašnjava se njihovom strukturom. Na mjestu tečnosti ili gasa na koje se vrši pritisak, čestice supstance će se nalaziti gušće nego ranije. Ali čestice materije u tečnostima i gasovima su pokretne i iz tog razloga ne mogu biti gušće smeštene na jednom mestu nego na drugom. Stoga se čestice opet ravnomjerno raspoređuju, ali na bližoj udaljenosti jedna od druge. Pritisak koji se vrši na neke čestice supstance prenosi se na sve ostale čestice.
Pascalov zakon je u osnovi projektovanja hidrauličnih i pneumatskih mašina i uređaja.
Hidraulične mašine se zasnivaju na dve cilindrične posude različitih prečnika napunjene tečnošću, najčešće uljem. Posude su međusobno povezane cijevi. Svaka posuda ima klip koji čvrsto pristaje uz zidove posude, ali se u isto vrijeme može slobodno kretati gore-dolje.
Ako se sila F1 primjenjuje na klip malog cilindra, tada je, znajući njegovu površinu (označimo je S1), lako izračunati pritisak koji se na njega vrši:
Prema Pascalovom zakonu, tečnost će ovaj pritisak preneti na veliki klip bez promene: odozdo, tečnost vrši pritisak p na veliki klip. S obzirom da je površina velikog klipa S2, izračunavamo silu pritiska F2:
Izrazimo pritisak iz formule (2) i dobijemo:
Zapazimo da su lijeve strane jednakosti (1) i (3) jedna drugoj jednake. To znači da su i desne strane ovih jednakosti jednake, odnosno:
Otkud to sledi
Tako smo dobili sljedeći rezultat: koliko puta je površina drugog klipa veća od površine prvog, toliko puta hidraulična mašina daje pojačanje u snazi.
Dizajni stvoreni na temelju principa hidraulične mašine široko se koriste u tehnologiji.
Poglavlje 2. Praktična primjena
1. Proračun ljudskog pritiska na i bez skija.
Moja težina je 46 kilograma. Znajući da se gravitacija izračunava po formuli
Ft = mg; osnovna formula će imati sljedeći oblik: p = ; gdje je S površina obje skije, znajući veličinu skija, izračunavamo je.
Dimenzije skija 1,6 m 0,04 m; tada je S1 = 1,6 0,04 = 0,064 (m²) (Ovo je površina jedne skije, a imamo ih dvije). Kao rezultat toga, konačna formula za izračunavanje imat će sljedeći oblik: p = = = 3593 = 3593Pa
Sada izračunajmo pritisak koji vršim dok stojim na podu. Izračunajmo onda dimenzije đona cipele 26 cm * 10,5 cm
S2 = 0,26m * 0,105m = 0,027m² (ovo je površina jednog potplata, imamo ih dva). Kao rezultat toga, konačna formula za izračunavanje će izgledati ovako:
R2 = = 8518 Pa
Kao rezultat proračuna, utvrdili smo da je pritisak na skije 3595 Pa, a pritisak bez skija na oslonac 8518 Pa.
Kao rezultat dobijenih proračuna, površina skija je 0,128 m², a površina đona je 0,054 m².
0,128m² > 0,054m² 2,3 puta.
Iz ovoga možemo izvući sljedeći zaključak: koliko puta povećamo površinu oslonca, toliko puta se smanji pritisak koji stvaramo na oslonac.
2. Proračun pritiska na oslonac u različitim položajima šipke.
Moramo to učiniti kako bismo shvatili kako napraviti zidanje u seoskoj kući? U kom slučaju će se vršiti manji pritisak?
Izmjerimo šipku eksperimentalno. Dimenzije bloka su 10 cm * 6 cm * 4 cm Za proračune koristimo sljedeće formule: p = Ft = mg p =
Nađimo područja lica:
S1 = 0,1m * 0,06m = 0,006 m²
S2 = 0,1m * 0,04m = 0,004 m²
S3 = 0,06 * 0,04m = 0,0024m²
Hajde da izmerimo blok. m = 100 g = 0,1 kg
Izvršimo potrebne proračune.
p1 = = Pa = 167 Pa p2 = = Pa = 250 Pa p3 = Pa = 417 Pa
Ispitujući zavisnost pritiska od površine oslonca, dolazimo do zaključka: koliko puta povećavamo površinu oslonca, toliko puta se smanjuje pritisak koji stvaramo na oslonac.
S1 (0,006m²) > S2 (0,004m²) > S3 (0,0024m²)
3. Proračun tlaka tekućine na dnu posuda.
IN praktičan život srećemo plovila raznih oblika: banke različite veličine, flaše, lonci, šolje. Izračunajmo pritisak na dnu posuda različitih oblika stvara stub vode.
Sipajte vodu u teglu od 3 litre i 1 litar vode i izračunajte pritisak tečnosti na dnu posuda. Visina stupca tečnosti u teglama varira. U tegli od 3 litre je 5 cm, au tegli od litara 14 cm.
Formula za izračunavanje pritiska u tečnosti:
R = ρ g h ρ = 1000 kg/m² (gustina vode) h1= 14 cm = 0,14 m h2 = 5 cm =0,05 m
Pritisak na dnu litarske tegle: P1 = 1000kg/m * 10N/kg * 0,14m = 1400N/m = 1400Pa
Pritisak na dnu posude od 3 litre: P2 = 1000kg/m * 10N/kg * 0,05m = 500N/kg = 500Pa h1 (0,14 m) > h2 (0,05m) p1 (1400 Pa) > p2 (500 Pa )
Kao rezultat eksperimenta, saznali smo da istu količinu vode ima različit pritisak do dna posuda i direktno zavisi samo od visine stuba tečnosti.
Poglavlje 3. Pritisak u prirodi i tehnologiji.
Kada smo se upoznali sa literaturom na temu “Pritisak”, naučili smo mnogo zanimljivih i poučnih stvari.
1. Atmosferski pritisak u živoj prirodi
Muhe i drvene žabe mogu se zalijepiti za staklo prozora zahvaljujući malim usisnim čašama koje stvaraju vakuum i atmosferski pritisak drži usisnu čašu za staklo.
Ljepljive ribe imaju usisnu površinu koja se sastoji od niza nabora koji formiraju duboke "džepove". Kada pokušate da otkinete usisnu čašu od površine za koju je zalijepljen, dubina džepova se povećava, pritisak u njima se smanjuje, a zatim vanjski pritisak još jače pritiska vakuumsku čašicu.
Slon koristi atmosferski pritisak kad god želi da pije. Vrat mu je kratak i ne može sagnuti glavu u vodu, već samo spušta trup i uvlači vazduh. Pod uticajem atmosferskog pritiska, surlo se puni vodom, a zatim ga slon savija i sipa vodu u usta.
Usisni efekat močvare objašnjava se činjenicom da kada podignete nogu, ispod nje se formira ispušteni prostor. Višak atmosferskog tlaka u ovom slučaju može doseći 1000 N po površini stopala odrasle osobe. Međutim, kopita artiodaktilnih životinja, kada se izvuku iz močvare, propuštaju zrak kroz svoj rez u nastali razrijeđeni prostor. Pritisak odozgo i ispod kopita se izjednačava, a noga se uklanja bez većih poteškoća.
2. Upotreba pritiska u tehnologiji.
Pritisak u morskim dubinama je vrlo visok, pa čovjek ne može ostati na dubini bez posebne opreme. Ronjenjem se osoba može spustiti na dubinu od oko 100 metara. Zaštitivši se trupom podmornice, osoba se može spustiti i do kilometar duboko u more. I samo posebni uređaji - batiskafi i batisfere - omogućuju vam da se spustite na dubinu od nekoliko kilometara.
Prošle godine je obavljeno duboko morsko istraživanje našeg Bajkalskog jezera. Uređaj koji je potonuo na dno svetog jezera zove se “Mir”. Snimljene su jedinstvene fotografije pejzaža, flore i faune Bajkalskog jezera. Uzeti su uzorci tla sa dna jezera. Planira se nastavak započetih radova na proučavanju najdubljeg jezera na svijetu.
Kada duboko roni sa opremom za ronjenje, osoba se mora zaštititi od dekompresijske bolesti. Javlja se ako se ronilac brzo podigne iz dubine na površinu. Pritisak vode naglo opada, a zrak otopljen u krvi se širi. Nastali mjehurići su začepljeni krvni sudovi, ometajući kretanje krvi, a osoba može umrijeti. Stoga se ronioci polako penju tako da krv ima vremena da prenese nastale mjehuriće zraka u pluća.
Atmosfera se vrti oko sebe zemljine ose zajedno sa Zemljom. Kada bi atmosfera bila nepomična, tada bi na Zemlji stalno vladao uragan sa brzinom vjetra od preko 1500 km/h.
zbog atmosferskog pritiska na svakom kvadratni centimetar na naše tijelo djeluje sila od 10N.
neke planete Solarni sistem takođe imaju atmosferu, ali njihov pritisak ne dozvoljava da osoba bude tamo bez svemirskog odela. Na Veneri, na primjer, atmosferski tlak je oko 100 atm, na Marsu - oko 0,006 atm.
Torricelli barometri su najprecizniji barometri. Opremljeni su meteorološkim stanicama i na osnovu njihovih očitanja provjerava se rad aneroidnih barometara.
Aneroidni barometar je vrlo osjetljiv instrument. Na primjer, penjući se na gornji kat zgrade od 9 katova, zbog razlika u atmosferskom tlaku na različitim nadmorskim visinama, naći ćemo smanjenje atmosferskog tlaka za 2-3 mm Hg. Art.
koristi se umjetno smanjenje ili povećanje atmosferskog tlaka u posebnim prostorijama - tlačnim komorama medicinske svrhe. Jedna od metoda baroterapije (grčki "terapija" - liječenje) je postavljanje staklenih medicinskih tegli kod kuće.
Ubodom igle ili igle u tkaninu stvaramo pritisak od oko 100 MPa.
3. Zanimljivosti
*Zašto je teško sedeti na običnoj stolici, a na stolici, takođe drvenoj, nimalo tvrdoj? Zašto meko ležati u visećoj mreži od užeta, koja je pri dnu utkana od prilično tvrdih vezica?*
Nije teško pogoditi. Sjedište jednostavne tabure je ravno; naše telo dolazi u kontakt sa njim samo preko velika površina, na kojoj je koncentrisana sva težina tijela. Stolica ima konkavno sjedište; dolazi u dodir s tijelom na velikoj površini; Težina tijela je raspoređena po ovoj površini: manje je opterećenje i manji pritisak po jedinici površine.
Veoma široke gume se prave za teška vozila. Ovo smanjuje pritisak na putu. Pritisak treba smanjiti kada vozite po močvarnoj površini. Da biste to učinili, postavljaju se drvene čage na koje se mogu voziti čak i tenkovi.
Igle, oštrice i predmeti za rezanje su naoštreni tako da se uz male sile stvara veliki pritisak na vrh. Sa ovim alatima je mnogo lakše raditi.
To se može primijetiti iu životinjskom svijetu. To su životinjski očnjaci, kandže, kljunovi itd.
Kako pijemo?
Da li je zaista moguće razmišljati o ovome? Svakako. Stavljamo čašu ili kašiku tečnosti u usta i „uvlačimo“ njen sadržaj. To jednostavno „usisavanje“ tečnosti na koje smo toliko navikli treba objasniti. Zašto, zapravo, tečnost juri u naša usta? Šta je fascinira? Razlog je sljedeći: kada pijemo, širimo se prsa i na taj način razrijediti zrak u ustima; pod pritiskom spoljašnjeg vazduha tečnost juri u prostor gde je pritisak manji i tako prodire u naša usta.
Naprotiv, ako se usnama uhvatite za grlić flaše, nećete uz napor „izvući“ vodu iz nje u usta, jer je pritisak vazduha u ustima i iznad vode isti.
Dakle, strogo govoreći, ne pijemo samo ustima, već i plućima; na kraju krajeva, širenje pluća je razlog što tečnost juri u naša usta.
Tokom obavljenog rada, duboko smo naučili koncept „pritiska“ sa fizičke tačke gledišta. Razmatrali smo njegovu upotrebu u raznim životne situacije, u prirodi i tehnologiji. Naučili smo značaj ovog koncepta za životinjski svijet, ispitali slučajeve praktična primjena pritisak u ljudskom životu i živoj prirodi. Računali smo koristeći matematičke vještine i proučavali obrasce ispoljavanja pritiska u sljedećim situacijama:
Ljudski pritisak u raznim situacijama;
Pritisak tečnosti na dnu posuda;
Pritisak čvrstog tijela na oslonac;
Pritisak sopstveno telo u ekstremnoj situaciji.
Kao rezultat istraživanja došlo se do sljedećih zaključaka:
1. B čvrste materije pritisak se može smanjiti povećanjem površine potpore.
2. U tečnostima i gasovima pritisak direktno zavisi od visine stuba tečnosti ili gasa
>>Pritisak i sila pritiska
Dostavili čitaoci sa internet stranica
Zbirka bilješki iz fizike, sažetaka o temama iz školski program. Kalendar tematsko planiranje, fizika 7. razred online, knjige i udžbenici iz fizike. Učenik se priprema za čas.