1.壓力:單位面積所受正向力(垂直接觸面的作用力)的大小。
2.壓力的公式:壓力(P)=正向力(F)/受力面積(A) [ P=F/A ]
3.壓力的單位:公克重/平方公分(gw/cm2) . 公斤重/平方公尺(kgw/m2)
4.壓力的例題:
有一正方體物體平放於桌面上,若此物體的 邊長為10cm,且此物體的重量為600gw,
則此物體對桌面 造成的壓力為多少?
[解]
因 P = F / A ,F=600gw ,A = 10×10=100cm2 ,
則 P = 600 / 100 = 6 gw/cm2
Ans: 6 gw/cm2
5.日常生活中壓力的應用:
(1)增加受力面積,以減少壓力:
a.豆腐放在劍山上不會被刺穿。
b.以履帶取代輪子,可讓重量很重的坦克車在沙灘上順利 前進。
c.穿著底面積很大的雪鞋,可在雪地上輕鬆行走。
(2)減少受力面積,以增加壓力:
a.注射針頭可輕易將皮膚刺穿。
b.圖釘的尖端可輕易刺穿木板。
c.銳利的刀鋒可輕鬆切開麵包。
6.靜止液體中的壓力:單位面積上所受液體的垂直作用力, 又稱液壓。
若液體為水,則為水壓。
7.液體壓力的公式:液壓(P) = 深度(h) × 液體的密度(d) [ P = h × d ]
(1)液壓公式的推導:
若液體密度為d,則在深度為h的某一水平截面積A上,
其所承受的液體重量與A×h×d數值相等,
故此面積A上的壓力P為(A×h×d)/A=h×d ,
即液面下深度h所受到的液壓P=h×d。
8.在靜止液體中的某一點所受到的各個方向的壓力均相等。
即在液體中同一深度(h)的位置,
向上壓力=向下壓力=向左壓力=向右壓力= h×d
9.在靜止液體愈深處,液壓愈大。液壓均與物體的表面垂直。
如水壩或河堤的底部較厚,就是為了抵抗深水處強大的水壓。
10.液壓的例題:在一容器中裝有密度為0.8g/cm3的某液體,
則在液面下10cm處的某點A所受到的液壓為多少?
[解]
P液= h×d =10×0.8=8gw/cm2
Ans:8gw/cm2
11.連通管原理:底部相連通的管柱裝水後,不受容器的大小 . 粗細及形狀的影響,
各管水面必定等高的現象。
[水會找到自己的水平位置]
12.無論裝水的水杯如何放置,待杯中的水靜止下來後,水面都會呈水平的狀態,
此現象與水壓有關。
[因為有高度差,水壓就會不同,水會從高水壓處往低水壓處流動,直到水壓相等為止]
13.連通管在生活中的應用:
(1)水壺的壺身與壺嘴的液面會等高。
(2)藉由熱水瓶的水位標示可看出瓶內的水位高低。 [因兩者等高]
(3)自來水廠會將儲水池設在高處以利輸水。
14. 帕斯卡原理:對封閉管內的液體施加壓力時,
相同大小的壓力會轉移至液體中的每一處及容器的器壁上。
15.帕斯卡原理的應用:
(1)在小注射筒的活塞上施一小力,產生的壓力經液體傳遞到大注射筒的活塞上時,
由於大注射筒活塞的面積較大,會產生較大的上舉力。
運用此原理設計的機械如同力的放大器。如汽車的油壓煞車器 . 修車廠的液壓起重機。
16.帕斯卡原理的例題:
以橡皮管連接大小兩個充滿水的玻璃注射筒,並在兩注射筒放上大小活塞,
在小活塞(面積為1cm2)上施以向下10gw的力,則在大活塞(面積為25cm2)上,
可支撐多少公克重的物體?
[解]
因 F1 / A1 = F2 / A2 ,10 / 1 = F2 / 25 ,則 F2 = 250gw
Ans:250gw
17.大氣壓力:因空氣重量所產生的壓力,沿著各方向作用於 物體表面上,
隨著高度增加而遞減。又稱為氣壓。
18.義大利科學家托里切利在西元1643年首次測量出大氣壓力。
19.在緯度45。 . 溫度0℃的海平面上,大氣壓力可支撐76公分高的水銀柱,
一般定此值為標準氣壓,又稱為1大氣壓(1atm)。
20.氣壓的換算:
1atm = 76 cm-Hg = 1033.6gw/cm2 ≒10 m-H2O≒1kgw/cm2
21.馬德堡半球實驗:西元1654年,德國馬德堡的市長為了測試大氣壓力的效果,
將兩個直徑約36公分的金屬半球接合成一密閉球體,然後抽出球內空氣,
此時兩半球因大氣壓力而緊密壓在一起,
需要用兩邊各8匹馬,總共16匹馬才能將兩半球分開。
顯示大氣壓力的強大。
22.大氣壓力的應用與現象:
(1)取一裝滿水的杯子,杯口用一片薄塑膠片覆蓋,
並用手按住塑膠片將杯子倒轉成杯口朝下,此時把手移開,發現杯內的水不會流出,
即使將杯口朝向不同方向,水仍不會流出。
(2)平日所用的吸盤,其原理類似馬德堡半球,將內部的空氣擠出後,
大氣壓力會使吸盤緊密地壓在物體表面。
(3)在高山因為空氣稀薄,氣壓變得小很多,若將袋裝零食帶到高山上,包裝袋會膨脹許多。
(4)馬桶疏通器和吸塵器. 吸管也是應用大氣壓力才能發揮作用的生活用品。
*課文重點複習 :