§27 Давление твердых тел

Из-за земного притяжения книга давит на стол своим весом. В этом случае вес называют силой давления на стол. А если сверху на книгу дополнительно надавить рукой, то сила давления будет равна сумме сил давления на книгу и веса книги.

Сила давления действует на участок поверхности, который соприкасается с телом, и направлена перпендикулярно поверхности, на которую действует.

От чего зависит результат действия силы давления? Проведём опыт. Поставим два одинаковых стакана на влажный песок. Один стакан поставим вниз дном, второй - вверх дном. Если надавать на эти стаканы с одинаковой силой, то они погрузятся в песок на разную глубину. Глубже погрузится стакан, который стоит вверх дном, так как его площадь соприкосновения с песком будет намного меньше, нежели у второго стакана.

Аналогичный опыт можно провести, используя дощечку с гвоздями. Поставим дощечку с гвоздями на песок. На дощечку будем ставить гирьки. При увеличении количества гирек, вес дощечки увеличивается. Вслед за весом увеличивается и давление, оказываемое гвоздями, и они всё глубже и глубже погружаются в песок. Перевернув дощечку, повторим опыт.

Сравнивая результаты эксперимента, можно сделать вывод, что гвозди погружались в песок глубже в том случае, когда их шляпки были направлены вверх. Это значит, что давление зависит не только от веса тела (оказываемой силы), но и от его площади опоры. Чем эта площадь меньше, тем больше давление, оказываемое телом.

Давление (обозначается буквой p, англ. pressure) – физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое и равная отношению силы F, действующей перпендикулярно поверхности, к площади поверхности S соприкасающихся тел.

Давление измеряется в паскалях (Па) в честь французского учёного Блеза Паскаля.

1 Па=Н/м^2 =(1 Н)/(0,0001〖 см〗^2 )=10 000 Н/〖см〗^2

Зависимость давления от площади часто используют в обыденной жизни. При использовании широких снегоступов, увеличивается площадь соприкосновения, следовательно уменьшается давление, что помогает не проваливаться в снег. По такому же принципу работают гусеницы танка и трактора. Многотонные грузовики снабжают несколькими парами колёс, чтобы они не продавливали дорогу.

Интересно! Давление 40-килограммового одноклассника, наступившего вам на палец, равно примерно 400 Н/см². А давление гусеничного трактора на почву – всего 4–6 Н/см².

Ножницами можно без труда разрезать тетрадный лист. Всё дело в том, что площадь их лезвий крайне мала и оказывает высокое давление на бумагу. Затачивая нож, мы уменьшаем его площадь соприкосновения с поверхностью. Поэтому острым ножом можно оказать более высокое давление, прикладывая те же усилия.

Вопросы:

1. Какую величину называют давлением? Как его вычислить?

2. Какими способами можно увеличить (уменьшить) давление?

3. Почему острый нож режет, а тупой при той же силе давления – нет? Какая физическая величина отличается у тупого и острого ножа?

4. Почему спасатель ползёт на животе к провалившемуся под лёд человеку, ведь подбежать к нему гораздо быстрее?

5. Зачем у грузового автомобиля задние колёса делают двойными?

6. Можно ли спать на каменной глыбе так же мягко, как и на матрасе?

7*. Почему йоги не «нанизываются» на гвозди и осколки стекла, на которые ложатся?