Определение давления    

    Определение давления

      Давление — это нормальная к по­верхности (перпендикулярная) сила, действующая на единицу площади: р = F/A. Единица давления в сис­теме СИ — H/м2, она известна как паскаль Па.

    Сила, с которой твердое тело дейст­вует на поверхность, на которую оно опирается, равна весу этого тела: W = mg (Н), Если поверхность горизон­тальна и площадь соприкосновения ме­жду твердым телом и этой поверхностью равна А (м2), то дав­ление р, оказываемое твердым телом па эту поверхность, определяется по формуле p =W/A = mg/A Па. Когда же поддерживающая поверхность на­клонена под углом 0 к горизонту (см. рис.), давление па поверхность равно mgcos0/A Па, потому что составляющая веса W действующего нормально к поверхности, равна mgcos0.

    Распределение веса на большей площади создает меньшее давление

       Давление, оказываемое телом на поверхность, изменяется от mg/A до нуля с изменением угла 0 от 0° до 90°. Когда угол 0=0, сила тяжести тела W действует нормально на по­верхность, если же угол 0 = 90°, то по­верхность расположена вертикально. В последнем случае твердое тело упа­дет, не оказывая давления на поверх­ность.

       Давление, оказываемое на поверх­ность, иногда называют напряжением, а результат — деформацией. Если опора недостаточно прочна, чтобы противостоять напряжению, то оно может деформировать или даже раз­рушить ее. Например, человек на ри­сунке хочет преодолеть ров, но имеет в распоряжении лишь тонкую деревянную доску, которую можно ис­пользовать в качестве мостика. Он знает, что если он пройдет по доске, то она изогнется до такой степени, что может сломаться. Это явится следст­вием его давления на доску. Давле­ние р = W/а, где W — вес человека, а а — площадь подошвы его обуви, со­прикасающейся с доской. Может ли человек преодолеть ров благополучно? Если он ляжет на доску и «протащит» себя медленно вдоль нее, то он сможет безопасно перебраться на другую сто­рону рва, потому что его вес W «рас­пределится» на большую площадь по­верхности соприкосновения А и поэто­му давление p = W/A, которое он ока­зывает на доску, уменьшится. Это уменьшенное давление может оказать­ся достаточно малым, и доска не сломается.

       Точно так же, если вам, к не­счастью, придется оказаться на тон­ком льду пруда, вы должны лечь нич­ком, чтобы «распределить» ваш вес на как можно большую площадь и умень­шить тем самым давление. Чтобы вы­ручить кого-нибудь из подобного поло­жения, положите лестницу или ши­рокую доску на лед и скажите этому человеку, чтобы он полз вдоль нее, пока не окажется вне опасности.

    Гусеничне тракторы оказывает небольшое давление на грунт т.к. распределяют его

    Неко­торые животные, которые живут в рай­онах с песчаным или топким грун­том, имеют широкие ступни, чтобы их вес распределялся на большую пло­щадь. Поэтому давление, оказываемое ими на грунт, таково, что они не погружаются слишком глубоко в песок или грязь. Снегоступы позволяют лю­дям ходить по мягкому снегу, не уто­пая в нем слишком глубоко. Косми­ческие корабли, которые совершали посадку на Луну или другие плане­ты, все были оснащены специальными подушками на опорах, чтобы не допус­тить их погружения слишком глубо­ко в незнакомую поверхность.

       Танки, бульдозеры и другие тяже­лые машины снабжены гусеницами, которые состоят из больших плоских поверхностей с короткими шипами. Если бы транспортное средство опира­лось только на шипы, то давление было бы чрезвычайно велико из-за малой площади соприкосновения. Это очень большое дав­ление дает возможность шипам про­никать в поверхность, крепко цеплять­ся за нее. При этом транспортное сред­ство опирается на гораздо большую площадь при соприкосновении с по­верхностью трака. Поэтому оно погру­зится в грунт лишь немного, как по­казано на рисунке . Другие при­меры — беговые шиповки и футболь­ные бутсы.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved