Давление оказываемое твердыми телами зависит

Давление оказываемое твердыми телами зависит

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.

Источник

Давление твёрдых тел

Материал из Vladimir

Содержание

Давление твёрдых тел

1.Что такое давление?

Представьте, что вы отправились на лыжную прогулку. Лыжи скользят по снегу, оставляя совсем неглубокий след. Что произойдёт, если снять лыжи? Конечно, вы сразу провалитесь в снег. Давайте разберёмся, почему это происходит. Вес, т.е сила, с которой человек давит на снег, осталась такой же. А что изменилось? Только площадь опоры (сравните подошвы ботинок и лыжи). Значит, можно предположить, что результат действия силы зависит не только от самой силы — точки приложения, направления, модуля — но и от площади соприкосновения.

Чтобы проверить это, проведём эксперимент. Возьмите поролоновую губку и кусок мыла. Поставим мыло на губку самой большой стороной. Обратите внимание на деформацию губки. А теперь переверните мыло на ребро. Что изменилось? Теперь мы можем сделать вывод:результат действия силы зависит и от самой силы, и от площади её воздействия. Следовательно, нужна физическая величина, учитывающая оба фактора. Эта величина называется давлением. Отношение силы F к площади поверхности S при условии, что сила действует перпендикулярно поверхности, называется давлением.

Единицы измерения давления вычисляем по формуле: 1 Н/кв.м = 1 Па (паскаль).Единица измерения названа в честь известного учёного Блеза Паскаля. Кроме основных единиц, используют также и приставки:

1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 1 000 000 Па

Подумайте, используют ли приставки «милли», «микро»? Почему?

2. Способы увеличения и уменьшения давления.

Сначала ответим на вопрос: а для чего это нужно? Вы видели, какие следы оставляют тяжёлые машины, трактора на земле? Такие глубокие колеи возникают как раз из- за высокого давления. Значит, в таких случаях его нужно снижать. Так как давление зависит от силы и площади, изменять его можно, меняя эти величины.

Зачем увеличивать давление? Попробуйте тупым ножом порезать хлеб. Чем тупой нож отличается от острого?Конечно,площадью лезвия и создаваемым давлением. Поэтому все режущие и колющие инструменты должны быть очень острыми.

3. Давление в живой природе.

Об этом можно прочитать здесь: [1]

4. Давление в технике

Давление необходимо учитывать и в машиностроении, и в архитектуре, и на транспорте.Выше уже говорилось о машинах,деформирующих почву. Они наносят непоправимый вред экологии. Например, при освоении Крайнего Севера гусеничными тракторами были уничтожены огромные площади ягеля — основного корма оленей, что отрицательно сказалось на их популяции. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшить давление, т.е.либо уменьшить силу давления, либо увеличить площадь. Уменьшить силу сложно:для этого нужно уменьшать массу, применяя более лёгкие материалы. Но эти вещества либо непрочные, либо очень дорогие. Поэтому чаще всего используют именно увеличение площади.Сделать это можно разными способами: применение гусениц на тракторах, увеличение диаметра шин, использование парных колёс.Большое значение имеет и то, как накачены шины, ведь от этого тоже зависит площадь соприкосновения.Гусеницы значительно снижают давление (см.таблицу),повышая проходимость механизма, но при этом сильно повреждают верхние слои почвы.Очень важен учёт давления и в архитектуре, строительстве. Фундамент здания используется для снижения давления.С древних времён при строительстве использовали полые колонны. Имея достаточную прочность, они гораздо легче сплошных, а следовательно и создаваемое давление тоже меньше.

Источник

Урок+презентация по физике «Давление. Единицы давления. Давление твердых тел»

Выбранный для просмотра документ Давление.doc

Давление и сила давления . Единицы давления.

Давление твёрдых тел.

«Я всю ночь не сомкнула глаз.

Бог знает, что там у меня было в постели!

Я лежала на чем-то твердом, и теперь

у меня все тело в синяках!

Это просто ужас что такое! »

Тут все поняли, что перед ними

Еще бы, она почувствовала горошину

через двадцать матрасов и двадцать перин из пуха!

Такой нежной может быть только настоящая принцесса ».

Г.Х. Андерсен «Принцесса на горошине»

ТЕМА: Давление и сила давления. Единицы давления. Давление твердых тел.

сформировать понятие о давлении и его единицах измерения; силу давления, ее направление; зависимость давления от силы давления и от площади поверхности; выяснить способы увеличения и уменьшения давления;

развивать умения и навыки решения физических задач; аналитическое мышление, наблюдательность;

воспитывать научное мировоззрение и целостную картину мира; внимательность, собранность, показать практическую значимость темы.

ТИП УРОКА: урок формирования новых знаний и навоков.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: приборы и оборудование: наборы тел, динамометры, интерактивная доска, презентация урока, раздаточный материал (тесты, рабочие листы для оформления результатов исследования, таблицы достижений).

ІІ. Объявление темы и цели урока (сл. 1)

ІІІ. Мотивация обучения. (сл.2, 3). Слово учителя.

Эпиграфом к нашему уроку я взяла слова из известной сказки Андерсена «Принцесса на горошине». В конце урока вы сможете объяснить его слова.

ІV. Актуализация опорных знаний. (сл.4)

какая величина в физике характеризует действие одного тела на другое? (Сила)

какие изменения происходят с телами во время их действия друг на друга? (изменение скорости и деформация) (сл.5)

от чего зависит результат действия силы? (от модуля силы, направления и точки приложения)

V. Изучение нового материала.

Создание проблемной ситуации. (сл.6)

Представим, что мы с вами собрались на зимнюю прогулку в лес. Некоторые из вас взяли с собой лыжи, а некоторые пошли пешком.

Почему мы по-разному погрузились в снег? (Вес распределился на разную площадь опоры)

А теперь вам надо взять с собой тяжелый рюкзак. Одинаково будет результат погружения? (Разный, потому изменился вес человека, он увеличился)

Что необходимо учитывать для характеристики действия силы на опору? (Значение самой силы и площади опоры) ( сл.7)

На влажный песок ставят столик и нагружают. Наблюдают за погружением ножек в песок.

В каком случае погружение больше?

От чего зависит глубина погружения?

Вывод. Вводим новую величину, которая характеризует результат действия силы на опору — ДАВЛЕНИЕ. (сл.8) (ученики записывают формулу в тетрадях): р=F/S

Введение единиц измерения давления в СИ и дополнительные.

Напомните какие единицы измерения имеют в СИ сила и площадь? Единица давления — ньютон на квадратный метр (1 Н / м ²).

1 кПа = 1000 Па 1 Па = 0,001 кПа

гПа = 100 Па 1 Па = 0,01 гПа.

Введение направления действия силы .

А куда всегда направлена сила давления? (сл.10) (учащиеся на рисунках рисуют направление действия силы давления — когда человек стоит, сидит на стуле, когда крепим кнопкой лист к доске)

Что общего у этих случаях? (Сила всегда направлена перпендикулярно к поверхности)

VІ. Применение полученных знаний.

Объяснение ситуаций и примеров о давлении из народного творчества. (сл.11), (сл.12), (сл.13), (сл.14).

Пословица: Игла маленькая, так больно колет.

А как объяснить с научной точки зрения, почему игла больно колет?

Загадка: «Деревянные кони по снегу скачут, А в снег не проваливаются. » (Лыжи).

Почему лыжи не проваливаются в снег? (Площадь поверхности лыж в несколько раз больше площади подошв человека, поэтому, стоя на лыжах, человек оказывает давление на снег в несколько раз меньше).

Объяснение учениками примеров, когда надо увеличивать и уменьшать давление.

Попробуем вспомнить ситуации, когда необходимо, чтобы давление стало больше? (игла, нож, ножницы, сверло, лопата) (сл.15)

Что для этого делают? (сл.16) А теперь примеры уменьшения давления? (фундамент зданий, шины грузовиков, лыжи) (сл.17)

Вывод: чтобы увеличить давление надо . , А чтобы его уменьшить необходимо .

По болоту прошли лось и человек. Чьи следы на болоте глубже? (сл.18)

Если вы хотите спасти человека, под которым провалился лед, то знайте, что подойти к нему нельзя, а подползти можно. Почему? (сл.19)

Почему кулаком нельзя разбить толстую доску, а ребром ладони — можно?

Почему железнодорожные рельсы не кладут непосредственно на почву, а сначала на шпалы?

Индийский факир может высыпаться на кровати, из которого торчат 10000 гвоздей. Сможет ли он заснуть на кровати, а из которой торчит 1 гвоздь? Объясните (сл.20)

Почему высокие каблуки женских туфель оказывают на землю гораздо большее давление, чем ноги слона?

1. Определите давление, которое оказывает на арену цирковой слон, стоящий на одной ноге. Масса среднего слона 3,5 тонны, площадь его подошвы 700 см2. (сл.21) (сл.22), (сл.23)

2. Учебник физики имеет массу 200 г. Длина и ширина учебника 25 см * 20 см. Какое давление он оказывает на стол? Величина g равна 10 Н / кг. Ответ запишите в СИ. Давление =? Па.

3. Тело оказывает давление на опору равное 100 Па. Какая площадь опоры тела, если оно имеет вес 50 Н? Ответ запишите в СИ. Площадь опоры =? м2

4. Ученик массой 50 кг встал на одну ногу. Какое давление он оказывает на пол, если длина подошвы 22 см, средняя ширина подошвы 12 см? каким будет давление,если он встанет на две ноги? Ответы запишите в СИ.

Давление на одной ноге =? Па.

Давление на двух ногах =? Па.

2.5. Один литературный герой, закаляя свою волю, спал на доске, утыканной гвоздями (остриями вверх). Оцените, из скольких гвоздей должно было состоять ложе героя, считая, что масса героя 90 кг, острие каждого гвоздя имеет площадь 0,1 мм2, а человеческая кожа может выдерживать давление 3МПа?

Ложе героя должен состоять из =? гвоздей.

2.6. (сл.24) Узнав, что верные ученики решили подложить ему кнопку, учитель надел пуленепробиваемые штаны. Теперь кнопке, чтобы преодолеть преграду между своим острием и учителем, нужно оказывать давление 4000000000 Па. Сумеет кнопка добраться до учителя, если вес учителя 700 Н, а площадь острия самой кнопки 0,2 мм2? Давление кнопки? Ответ запишите в СИ. Давление кнопки =? Па.

VІІІ.Итог урока. (сл.25)

Кто оказывает большее давление фигуристка массой 50 кг или корова весом 3000Н, если площадь коньков фигуристки 20 см2, а у коровы площадь всех копыт 400 см2? (фигуристка 25 Па, а у коровы Р = 7 Па). Неужели корова грациознее фигуристки? (сл.26) (повторение способов уменьшения и увеличения давления)

ІХ. Домашнее задание. (сл.27)

1) Составить план и выполнить домашний эксперимент, где определить давление, оказываемое учеником, если он стоит на одной ноге и когда на двух.

2) Прочитать по учебнику § 12 (п.1.2)

1. Какое самое большое и самое маленькое давление может создавать брусок из чугуна размером 10 см х 5 см х 8 см?

2. Шестиосный электровоз массой 120 т оказывает на рельсы давление 200 МПа. Чему равна площадь соприкосновения каждого колеса с рельсом?

3. Каток, работающий на прикатывание шоссе, оказывает на него давление 400 кПа. Площадь опоры катка равна 0,12 м2. Определите массу катка.

4. В блюдце радиусом 5 см налит мед слоем в 1 см. Определить давление меда на дно блюдца.

Источник