Результат дії сили на тіло залежить не лише від її модуля, напряму і точки прикладання, а й від того, до якої площі поверхні вона прикладена.
Результат дії сили залежить і від її величини. Чим більша сила, що діє на тіло, тим і більшим буде результат її дії.
Результат дії сили залежить від її модуля і від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє.
Площа опори мала. Цвяхи потопають у піску
Площа опори велика. Конструкція не потопає у піску
Силу, яка діє перпендикулярно до поверхні тіла, називають силою тиску. У розглянутих випадках силою тиску є вага бруска або лижника (разом з лижами), сила, з якою вістря шила діє на лист картону. Домовилися розраховувати силу тиску, яка припадає на одиницю площі поверхні тіла, що дає змогу передбачити результат дії сили. У зв’язку з цим уводять нову скалярну фізичну величину, яку називають тиском.
Тиском називають відношення модуля сили тиску до площі поверхні тіла, на яку ця сила діє. Тиск позначають літерою р. Щоб його визначити, потрібно силу тиску (F) поділити на площу поверхні (S):
За одиницю беруть такий тиск, який чинить сила 1 Н, що діє на поверхню площею 1 м2 перпендикулярно до цієї поверхні.
Одиниця тиску має і свою назву, і позначення. Вона названа паскалем (1 Па) на честь французького вченого Блеза Паскаля.
1 Па = 1 Н/м2.
1 Па — це дуже малий тиск. 1 Н — це сила тяжіння, яка діє на гирку масою 102 г. Щоб вона створювала такий тиск, потрібно, щоб її дія була рівномірно розподілена по плоскій поверхні із площею 1 м2. Можна підрахувати, що для того, щоб лижі (разом з вами) створювали на сніг тиск 1 Па, вам знадобляться лижі завдовжки 6 км. Тому в фізиці і техніці використовують більші (кратні) одиниці тиску: гектопаскаль (1 гПа), кілопаскаль (1 кПа) і мегапаскаль (1 МПа).
1 гПа = 100 Па = 102 Па;
1 кПа = 1000 Па = 103 Па;
1 МПа = 1000000 Па = 106 Па.
Тиск залежить від площі поверхні
Тиск залежить від значення діючої сили
Дайте відповідь на запитання
1. Наведіть приклади, які підтверджують, що дія сили залежить від площі поверхні, на яку діє сила.
2. Що називають тиском? Як визначають тиск? Які одиниці тиску?
3. Як можна змінювати тиск?
Поясніть
1. Як зміниться тиск і сила тиску людини на підлогу, якщо вона підніме одну ногу?
2. Чому на м’якому ліжку лежати набагато приємніше, ніж на твердій підлозі?
Приклади розв’язування задач
Задача 1. На скільки зміниться тиск людини масою 65 кг на підлогу, якщо вона займе лежаче положення? Площа підошви взуття 0,07 м2, площа людини в лежачому стані 0,7 м2.
Задача 2. Знайти тиск, який чинить на арену цирковий слон, що стоїть на одній нозі. Маса слона 3,5 т, площа підошви ноги 700 см2.
Задачі
1. Площа гострого кінця голки становить 0,01 мм2. Який тиск створить голка під час шиття, якщо на неї подіяти силою 10 Н? Відповідь подати в МПа.
2. Ейфелева вежа в Парижі має площу основи 450 м2. Визначте тиск вежі на Землю, якщо її маса 9000 т.
3. Який тиск чинить лижник масою 70 кг на сніг, якщо довжина кожної лижі 1,75 м, ширина 8 см?
4. В алюмінієву каструлю масою 400 г налили 3,2 л води. Визначте тиск, який чинить каструля з водою на стіл, якщо діаметр дна каструлі 30 см.
5. Лід витримує тиск 45 кПа. Чи пройде по цьому льоду трактор масою 5,6 т, площа гусениць якого 1,4 м2?
6. На столі стоїть суцільний куб з алюмінію. Яка маса куба, якщо на стіл він створює тиск 2,7 кПа?
7. Чи можете ви цвяхом створити тиск 105кПа? Яку силу при цьому слід прикласти, якщо площа вістря цвяха 0,1 мм2?