Действие силы на поверхность тела характеризуется давлением.
Давление – величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.
где
p – давление, Па
F – приложенная сила давления, Н
S – площадь поверхности / иначе площадь опоры тела /, м2
Давление – величина скалярная , у давления нет направления..
В качестве силы давления чаще всего выступает вес тела. Числовое значение давления показывает силу, приходящуюся на единицу площади ее приложения. Например, при давлении 2 Паскаля на 1 м2 площади будет действовать сила 2 Ньютона.
От чего зависит давление тела на поверхность?
Почему заостренные предметы / иглы, зубы, клыки, когти, жала, ножи / очень хорошо колют и режут? Результат действия силы на поверхность зависит не только от ее величины, направления , точки приложения, но и от площади опоры давящего тела.
Почему заостренные предметы колючи? . смотреть
Наподобие Левиафана . смотреть
. давление гусеничного трактора массой 6,7 тонны на почву составляет 47000 Па
. втыкая пальцем иглу или булавку в ткань, мы создаем давление около 100 000 000 Па
. когда жалит оса, то она оказывает на кожу человека давление 30 000 000 000 Па
. давление в центре Земли в 3 миллиона раз выше, чем давление земной атмосферы.
. что очень высокие давления существуют в глубинах небесных тел!
. давление в центре земного шара равно приблизительно 300 млрд Па / т.е. 300 000 000 000 Па /.
. в Африке хирурги народности банту зашивают раны с помощью муравьев. Прижимают края раны друг к другу, а затем на пораненное место помещают несколько муравьев определенного вида. Муравьи кусают кожу пациента, после чего медики отрезают грудь и заднюю часть муравья, а рана остается плотно закрытой, словно на нее наложили скобки.
МОЖНО ЛИ СТОЯТЬ НА ЛАМПОЧКАХ?
Если взять 4 маленьких стеклянных банки из-под майонеза, поставить их на пол, в каждую банку вставить обычную электрическую лампу накаливания цоколем вниз, сверху положить фанерку в виде квадрата так, чтобы банки располагались в углах фанерки / как ножки у стола / и осторожно встать на середину фанерки, то лампочки не лопнут! Такая конструкция выдерживает даже взрослого человека. Аналогичный опыт можно провести и с однойлампочкой, поставленной посредине!
Меры предосторожности: зашлифовать края банок, убрав все неровности, подошва обуви тоже должна максимально соприкасаться с фанерой / долой рифленую подошву/, поверхность лампочек протереть, удалив возможные песчинки, и, конечно, подстелить что-нибудь , чтобы в случае неудачи было мягче падать и удобнее собирать осколки.
ПРОЧНА ЛИ ЯИЧНАЯ СКОРЛУПА ?
Если вылить содержимое яйца, а для опыта оставить скорлупу, то можно попробовать проткнуть ее иголкой изнутри и снаружи. Изнутри – легче, снаружи – тяжелее. Результат при одинаковых усилиях будет зависить от формы скорлупы: выпуклая или вогнутая.
Поэтому малеький цыпленок легко разбивает скорлупу изнутри, а снаружи он защищен более надежно. Свойство выпуклых форм лучше выдерживать нагрузку позволяет архитекторам проектировать куполообразные крыши, мосты, потолки, т.к. они прочнее плоских!
ТЫ СЧИТАЕШЬ, ЧТО УЖЕ ПОРА ЛОВИТЬ "ПЯТЕРКУ"?
1. Что произойдет, если шарики в шариковых ручках будут делать меньшего размера? Почему?
2. Может ли быть человеку на каменном ложе так же комфортно, как и на пуховой перине?
На твердых камнях возлегает
И твердость оных презирает
Для крепости великих сил,
Считая их за мягкий ил.
/М.В.Ломоносов/
3. Вспомни " Принцессу на горошине", почему она испытывала неудобство, лежа на перине, под которой были положены горошины?
4. Почему буря, которая летом валит живые деревья, часто не может свалить стоящее рядом сухое дерево без листьев, если оно не подгнило?
5. Почему при постройке дома все его стены выводят одновременно почти до одинаковой высоты?
6. Попробуй рассчитать наибольшую высоту бетонной колонны, которая не разрушалась бы под действием собственной силы тяжести. Допустимое давление бетона составляет 5 000 кПа.
Разделы: Физика
– ввести понятие о давлении как одной из характеристик взаимодействия, его единицах и способах изменения;
– развивать математические навыки – прямая и обратная зависимость, расчет площади, перевод единиц: см 2 в м 2 .
Ход урока: (возле доски находятся мягкие игрушки – слон и муравей).
Выше слон на лесную дорожку,
Наступил муравью он на ножку.
И вежливо очень сказал муравью:
“Можешь и ты наступить на мою”.
Вопрос: Одинаковый ли результат получится в итоге? (Ответ сводится к обсуждению массы слона и муравья)
Вопрос: От чего зависит результат действия силы? (От точки приложения, от модуля, от направления)
Вывод: масса слона больше, поэтому и вес слона больше, а значит, и воздействие слона больше.
Учитель: рассмотрим рисунки в учебнике, наблюдаем результат – в первом случае мальчик сильнее провалился в снег, чем во втором. Модуль силы тот же, направление то же, точка приложения та же, а результат разный.
Вопрос: В чем причина? (Разная площадь соприкосновения поверхностей)
Вывод: результат действия зависит как от силы, так и от площади соприкосновения.
Вопрос: Как от площади зависит результат? (Обратная зависимость)
Вопрос: От модуля силы? (Прямая зависимость)
Учитель: Нам необходимо ввести новую физическую величину. Тема урока “Давление твердых тел” (записывает на доске). Сегодня на уроке мы познакомимся с физической величиной “давление”, с единицами давления; выясним, от чего зависит давление, найдем причины изменения давления в быту и технике.
При делении силы на всю площадь поверхности, перпендикулярно которой действует эта сила, мы узнаем, какая это сила действует на единицу площади.
Определение: давление – это физическая величина, которая показывает, какая сила действует на единицу площади поверхности.
Единица давления в системе СИ: [p ] = 1Па = 1 
1 Па – это такое давление, которое оказывает сила 1 Н на площадь поверхности 1м 2
Производные единицы: 1 кПа = 1000 Па
1 МПа = 1000000 Па
Вопрос: Что значит: давление равно 1500 Па, 25 кПа?
(на каждый квадратный метр поверхности действует сила 1500 Н, 25 кН)
Учитель: Давайте рассчитаем, какое давление оказывает предмет на снег на примере рисунка. Что для этого необходимо знать? (площадь основания и силу). Пусть известна масса 5 кг. Рассчитать давление производимое на снег и сравнит полученные результаты.
Учитель: Теория совпадает с практикой. Пожалуйста, все встаньте. Определите, какое давление вы оказываете на пол? Для этого нам нужно знать массу своего тела (для расчета силы) и (примерно) площадь своей обуви.
Вопрос: одинаковое ли вы оказываете давление? (Разное, потому что разный размер обуви)
Вопрос: Можно ли увеличить это давление? (Встав на одну ногу, уменьшив тем самым площадь, затем на носочек… Съесть побольше пирожных, взять в руки портфель, тем самым увеличить модуль силы)
Вопрос: А как уменьшить давление? (Сесть на пол, лечь на пол, т.е. увеличить площадь… Срочно похудеть, уменьшив модуль силы)
Запишем опорный конспект:
Учитель: Подведем итог. Мы выяснили, что результат действия силы зависит еще и от площади поверхности, перпендикулярно которой она действует. Познакомились с новой физической величиной – давлением. Узнали, в каких единицах выражают давление. Выяснили, от чего зависит давление и как его можно изменять.
Домашнее задание: §33, 34 составить ДЭЗ
П о теме "Давление твердых тел"
Вопрос
О твет
В чем причина?
давления?
шило шиныкусачки фундамент
Советы от знатока физики
Фамилия Имя ______________________________________________________________
-
Не совсем прилежная ученица, пытаясь определить своё давление на кресло, всё время делила площадь поверхности на свою прилагаемую силу. Твой совет:
А) Продолжай дальше;
Б) Дели силу на площадь;
В) Перестань мучить кресло.
Посоветуй своим одноклассникам, в каких единицах им лучше выражать давление на уроке физики:
А) В ньютонах;
Б) В паскалях;
С) В килограммах.
Посоветуй Незнайке, как можно изменять давление:
А) Меняй силу и площадь поверхности;
Б) Смазывай поверхность разными смазками;
В) Меняй цвет тела.
Ученица второго класса захотела оказать большое давление на ступеньку порого школы. Что ты ей посоветуешь?
А) Надень туфли на каблуках;
Б) Надень лыжи;
В) не занимайся ерундой.
Дай совет спасателям, которые пытаются вытащить из проруби утопающего:
А) Бежать бегом к нему по тонкому льду;
Б) Идти медленно по тонкому льду;
В) Ползти на животе по тонкому льду.
Советы от знатока физики
Фамилия Имя ______________________________________________________________
Не совсем прилежная ученица, пытаясь определить своё давление на кресло, всё время делила площадь поверхности на свою прилагаемую силу. Твой совет:
А) Продолжай дальше;
Б) Дели силу на площадь;
В) Перестань мучить кресло.
Посоветуй своим одноклассникам, в каких единицах им лучше выражать давление на уроке физики:
А) В ньютонах;
Б) В паскалях;
С) В килограммах.
Посоветуй Незнайке, как можно изменять давление:
А) Меняй силу и площадь поверхности;
Б) Смазывай поверхность разными смазками;
В) Меняй цвет тела.
Ученица второго класса захотела оказать большое давление на ступеньку порого школы. Что ты ей посоветуешь?
А) Надень туфли на каблуках;
Б) Надень лыжи;
В) не занимайся ерундой.
А) Бежать бегом к нему по тонкому льду;
Б) Идти медленно по тонкому льду;
В) Ползти на животе по тонкому льду
На странице приведены два варианта нахождения давления:
- если известно давление и площадь опоры
- если известна масса тела и площадь опоры
Давление — физическая величина, равная отношении силы, приложенной перпендикулярно поверхности на площадь этой поверхности. Единица измерения давления — Паскаль (обозначается Па).
Очевидно, что давление будет тем больше, чем больше сила и чем меньше площадь, на которую эта сила действует. Другими словами, человек, стоящий на одной ноге будет оказывать на землю бОльшее давление, чем когда он стоит на двух ногах (так как сила одна и та же, а площадь в первом случае меньше). Человек на лыжах будет оказывать на землю меньшее давление, чем человек без лыж.
Через силу и площадь опоры
Формула для нахождения давления если известна сила и площадь опоры:
> , где p — давление, F — сила, S — площадь опоры.
Через массу и площадь
Если учесть, что на тело действует только сила тяжести, то формулу > можно преобразовать, заменив силу на вес тела ( . Тогда мы получим зависимость давления от массы: > .
Формула для нахождения давления по массе и площади:
> , где p — давление, m — масса тела, g — ускорение свободного падения (9,80665 м/с²), S — площадь опоры.
Пример задачи
Гусеничный трактор ДТ-75М массой 6610 кг имеет опорную площадь обеих гусениц 1,4 м2. Определите давление этого трактора на почву.
Чтобы решить задачу, просто подставим числа в калькулятор 2 и получим результат
Задача «Гусеничный трактор ДТ-75М массой 6610 кг имеет опорную площадь…»
Второй вариант — подставить числа в формулу:
Ответы отличаются из-за того, что в первом случае g=9,80665 м/с², а во-втором округлено до 10 м/с²