Конспект урока: Сила давления и давление. Атмосферное давление. Закон Паскаля

Сила давления и давление

В прошлых главах мы рассматривали взаимодействие твёрдых тел, включая идеальные точечные тела, протяжённые тела и механизмы. Теперь перейдём к другим объектам — жидкостям и газам — и изучим, как они взаимодействуют с твёрдыми телами.

Человек, идущий в ботинках, оставляет в снегу более глубокий след, чем лыжник, хотя их массы примерно одинаковы (рис. 1).

Рис. 1. Сравнение глубины следа от ботинок и лыж

Это, очевидно, связано с тем, что площадь поверхности лыж гораздо больше, чем площадь подошв ботинок. Говорят, что лыжник «меньше давит» на снег. Другими словами, результат воздействия на опору зависит не только от силы давления на неё, но и от площади, на которую воздействие оказывается.

Давление измеряют в паскалях (Па) в честь французского физика Блеза Паскаля (1623–1662), открывшего законы давления в жидкостях и газах.

Решение

1. Вес P человека (а это и будет сила давления) равен

$P = m · g = 80 · 10 = 800 \mathrm{Н}$.

2. Площадь S воздействия человека на грунт — это суммарная площадь подошв его ботинок:

$S = 2 · 250 = 500 {\mathrm{см}}^2 = 0,05 {\mathrm{м}}^2$.
 

3. Тогда давление p человека на грунт:
 

$p = \frac{F}{S} = \frac{800}{0,05} = 16 000 \mathrm{Па} = 16 \mathrm{кПа}$.

Ответ: p = 16 кПа.

Итоги

• Силу, действующую перпендикулярно опоре, называют силой давления .
• Давлением называют отношения модуля F силы давления, действующей на опору, к площади S поверхности этой опоры: $p = \frac{F}{S}$.
• Один паскаль — это  давление, которое создаёт сила в 1 Н, действующая перпендикулярно поверхности площадью 1 м²: $1 \mathrm{Па} = \frac{1 \mathrm{Н}}{1 {\mathrm{м}}^2}$.

Упражнение 1

Рис. 2

Металлический контейнер, заполненный коробками с гвоздями, имеет суммарную массу 16 тонн. Площадь дна контейнера равна 12 м². Определите, какое давление оказывает контейнер на землю. Сравните это давление с давлением человека на землю.