Давление твердых тел.
По рыхлому снегу человек идёт
с большим трудом,
глубоко проваливаясь при каждом шаге.
Но, надев лыжи, он может идти, почти не проваливаясь в него.
Почему?
В обоих случаях вес тела один и тот же, однако эффект оказывается разным.
Разница в рассматриваемых случаях заключается в том, что площадь поверхности, на которую опирается тело, в одном случае меньше, а в другом больше.
На вспаханной пограничной полосе обнаружен след сапог нарушителя границы.
Опытный пограничник может
по глубине следа определить,
прошел только один человек
или он нес еще на себе другого
или какой-то тяжелый груз.
Почему?
Вес тела разный
и эффект оказывается разным.
Экспериментально установлено:
результат воздействия силы, с которой тело давит на поверхность, зависит от площади этой поверхности
Экспериментально установлено:
результат воздействия силы, с которой тело давит на поверхность, зависит от величины прикладываемой силы
Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением.
давление =
p =
F - сила
S - площадь
p - давление
[p] = = Па
За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м ² , перпендикулярно этой поверхности.
Единица давления в честь французского учёного
Блеза Паскаля: паскаль (Па).
Задача. Спортсмен, масса которого 78 кг, стоит на лыжах. Длина каждой лыжи 1,95 м, ширина 8 см. Какое давление оказывает спортсмен на снег?
𝐩 =
Дано:
m = 78 кг
а = 1,95 м
b = 8 см
g = 10
𝐒₁ = ab
𝐅 = 𝐏 = 𝗺𝐠
𝐩 =
= 0,08 м
𝐩 = =
= 2 500 Па
p - ?
Работа в парах.
Измерение давления твердого тела на опору.
1.Определите цену деления динамометра.
2.Измерьте вес бруска с помощью динамометра.
3.Измерьте длину, ширину и высоту бруска.
4. Вычислите площадь грани бруска*.
5.Рассчитайте давление, которое производит брусок на поверхность стола.
*площадь большей грани S ₁ - 1 ряд,
площадь средней грани S ₂ - 2 ряд,
площадь меньшей грани S ₃ - 3 ряд.
Цена деления: = 0,1
S ₁ = ab S ₂ = ac S ₃ = bc
p =
c
b
a
Вес бруска
Р, Н
Длина
Ширина
бруска
Высота
а, м
бруска
Площадь грани,
бруска
b, м
Давление р, Па
S, м ²
с, м
Цена деления: = 0,1
S ₁ = ab S ₂ = ac S ₃ = bc
p =
c
b
a
Вес бруска
0,7
Р, Н
Длина
0,1
Ширина
бруска
0,04
Высота
а, м
бруска
Площадь грани,
0,03
бруска
b, м
0,004
Давление р, Па
S, м ²
с, м
0,003
175
233
0,0012
583
Рассчеты показали:
при действии одной и той же силы
давление тем больше,
чем меньше площадь поверхности, перпендикулярно которой действует сила.
В зависимости от того,
хотят ли получить
малое или большое давление, площадь опоры
увеличивают или уменьшают.
Физкультминутка.
Раз, два, три.
Поза
«Большое давление» замри.
Лезвия режущих и острия колющих инструментов (ножей, резцов, ножниц, пил, игл и др.) остро оттачивают. Их острые края имеют малую площадь соприкосновения с обрабатываемой поверхностью.
Даже при небольшой силе создается значительное давление на предмет. Поэтому работать остро заточенным инструментом легче, чем тупым
Режущие и колющие приспособления встречаются и в живой природе.
Это клыки, когти, клювы, шипы и т. д.
Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире, чем легковых. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях.
Тяжелые машины, такие, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, иногда могут проехать по такой (например, болотистой) местности, по которой не всегда пройдет человек.
Йог может выспаться на постели, из которой торчат 10 000 гвоздей. Начинающий йог решил привыкать к ложу из гвоздей постепенно:
сначала спать на 2 000 гвоздях, затем на 4 000,
на 6 000, на 8 000 и, наконец, довести количество гвоздей до 10 000!
Знаком ли йог с законами физики?
К месту пролома во льду нельзя подходить, а надо ползти на животе с раскинутыми в сторону руками и ногами.
Чтобы помочь пострадавшему выбраться, ему протягивают шест или любые подручные средства, чтобы он мог подтянуться и влезть на лед
Проверим,
что поняли на уроке?
1. Для какого из перечисленных тел важно, чтобы давление, оказываемое им, было меньше?
a. нож
б. ножницы
в. пила
г. трактор
2. Для какого из перечисленных тел важно, чтобы давление, оказываемое им, было больше?
a. трактор
б. здание
в. вездеход
г. швейная игла
3. Чем больше площадь опоры, тем … давление, производимое телом.
а. меньше
б. больше
4. Чем меньше площадь опоры, тем … давление, производимое телом.
а. меньше
б. больше
5. Режущие инструменты затачивают, чтобы … давление:
а. уменьшить
б. увеличить
в. не изменять
6. Стены зданий устанавливают на широком фундаменте, чтобы … давление:
a. уменьшить
б. увеличить
в. не изменять
7.В каком случае давление, производимое брусками на стол, будет наибольшим?
а. в первом б. во втором в. в третьем
Проверим,
что поняли на уроке!
1. Для какого из перечисленных тел важно, чтобы давление, оказываемое им, было меньше?
a. нож
б. ножницы
в. пила
г. трактор
2. Для какого из перечисленных тел важно, чтобы давление, оказываемое им, было больше?
a. трактор
б. здание
в. вездеход
г. швейная игла
3. Чем больше площадь опоры, тем … давление, производимое телом.
а. меньше
б. больше
Давление слона на землю в 10 раз меньше давления женщины, стоящей «на шпильках».
4. Чем меньше площадь опоры, тем … давление, производимое телом.
а. меньше
б. больше
Давление хрупкой фигуристки массой 30 кг, скользящей на одном коньке, больше , а коровы на льду (240 кг) меньше.
5. Режущие инструменты затачивают,
чтобы … давление:
а. уменьшить
б. увеличить
в. не изменять
6. Стены зданий устанавливают на широком фундаменте, чтобы … давление:
a. уменьшить
б. увеличить
в. не изменять
7.В каком случае давление, производимое брусками на стол, будет наибольшим?
а. в первом б. во втором в. в третьем
Домашнее задание.
Экспериментальное задание.
Найдите давление, которое вы производите, стоя на полу.
Сосчитайте число полных клеточек, попавших внутрь контура, и прибавьте к нему половину числа неполных клеточек, через которые прошла линия контура. Полученное число умножьте на площадь одного клеточки (площадь клеточки на листе, взятом из школьной тетради, равна
0,25 кв.см = 0,000025 кв.м)
и найдите площадь подошвы S.
Зная свою массу, рассчитайте
свой вес.
Успехов в познании мира!