presiunea   - o cantitate fizică egală cu forța care acționează pe unitatea de suprafață perpendiculară pe suprafața respectivă. Simbolul este de obicei utilizat pentru a indica presiunea. p   - din lat. pressūra   (Presiune).

Presiunea pe suprafață poate avea o distribuție inegală, prin urmare, se disting presiunea pe fragmentul local al suprafeței și presiunea medie pe întreaga suprafață.

Presiunea pe suprafața locală este definită ca raportul dintre componenta normală a forței dF nacționând pe acest fragment de suprafață față de zona acestui fragment dS:

Presiunea medie pe întreaga suprafață este raportul dintre componenta normală a forței F nacționând pe o suprafață dată la suprafața sa S:

Măsurarea presiunii gazelor și lichidelor se realizează folosind manometre, manometre diferențiale, manometre de vid, senzori de presiune, barometre de presiune atmosferică.

Unitățile sub presiune au o istorie lungă și, ținând cont de diferite medii (lichid, gaz, solid), sunt destul de diverse. Iată care sunt principalele.

pascal

În sistemul internațional de unități ( SI) se măsoară în pascali (denumirea rusă: pas; internaționale: Pa). Pascal este egal cu presiunea cauzată de o forță egală cu un Newton, distribuit uniform pe o suprafață normală cu o suprafață de un metru pătrat.

1 Pa \u003d 1 N / m 2

Un pascal este o presiune mică. Despre această presiune este creată o foaie de caiet de școală întinsă pe masă. Prin urmare, se folosesc adesea mai multe unități de presiune:

Atunci obținem următoarea corespondență: 1 MPa \u003d 1 MN / m² \u003d 1 N / mm² \u003d 100 N / cm².
De asemenea, cântarul instrumentelor de măsurare a presiunii poate fi gradat în valori N / m 2 sau N / mm 2.

Rapoarte de cantități la 1 Pa:

Dinah

Dinah   (Desemnarea rusă: dyne, denumirea internațională: dyn) - o unitate de forță în sistemul de unități ale GHS. O dyne este numeric egală cu forța care dă unui corp care cântărește 1 gram o accelerație de un centimetru pe secundă pe secundă.

1 din \u003d 1 g · cm / s 2 \u003d 10 -5 H \u003d 1.0197 · 10 -6 kgf

GHS   (centimetru-gram-secundă) este un sistem de unități de măsură care a fost utilizat pe scară largă înainte de adoptarea sistemului internațional de unități (SI). Un alt nume este sistem fizic absolut de unități.

Bar (bar)

Bar (denumire rusă: bara; internaționale: bar;) - o unitate de măsurare a presiunii din afara sistemului, aproximativ egală cu o atmosferă, este utilizată pentru lichide și gaze sub presiune.

De ce un bar, nu pascal? Pentru măsurători tehnice unde există presiune ridicată, pascalul este o unitate prea mică. Prin urmare, a fost introdusă o unitate mai mare - 1 bar. Aceasta este aproximativ presiunea atmosferei terestre.

Barul este o unitate din afara sistemului pentru măsurarea presiunii.

forță kilogram

forță kilogram   egală cu forța care informează masa de repaus egală cu masa prototipului internațional al unui kilogram, accelerația egală cu accelerația normală a gravitației (9.80665 m / s 2).

1 kgf \u003d 1 kg * 9.80665 m / s 2 \u003d 9.80665 N

O forță de kilogram este aproximativ egală cu forța cu care un corp care cântărește 1 kilogram cântărește pe o scară de pe suprafața Pământului, de aceea este convenabil ca valoarea sa să fie egală cu greutatea unui corp care cântărește 1 kg, deci este ușor pentru o persoană să își imagineze, de exemplu, ce este o forță de 5 kgf.

Forța kilogramului (denumirea rusă: kgf   sau kg; internaționale: kgf   sau kg F ) - unitate de forță în sistemul de unități Metr - Ksfârşitul App Dramm- Csilt - Cekunda).

Atmosfera tehnică (la, la), kgf / cm2

Atmosfera tehnică (denumirea rusă: la; internațional: la) - este egală cu presiunea produsă de o forță de 1 kgf, distribuită uniform pe o suprafață plană perpendiculară cu aceasta cu o suprafață de 1 cm2. În acest fel

1 la \u003d 98 066,5 Pa

Atmosfera fizica (atm, atm)

Atmosferă normală, standard sau fizică (denumire rusă: atm; internațional: atm) - o unitate din afara sistemului egală cu presiunea unei coloane de mercur cu o înălțime de 760 mm pe baza sa orizontală la o densitate de mercur de 13.595,04 kg / m 3, la o temperatură de 0 ° C și la accelerație normală datorată gravitației 9.80665 m / s 2.

1 atm \u003d 760 mm Hg

Conform definiției:

Milimetru de mercur

Un milimetru de mercur (denumirea rusă: mmHg; internațional: mm Hg) este o unitate de măsurare a presiunii din afara sistemului, uneori numită „torr” (denumirea rusă este Torr, internațională - Torr) în onoarea lui Evangelista Torricelli.

1 mmHg ≈ 133.3223684 Pa

Atm nivelul mării	760 mmHg
760 mmHg	101 325 Pa
1 mmHg	101 325/760 ≈ 133.3223684 Pa
1 mmHg	Coloana de apă 13.5951 mm

Originea acestei unități este asociată cu o metodă de măsurare a presiunii atmosferice folosind un barometru în care presiunea este echilibrată de o coloană de lichid. Mercurul este adesea folosit ca lichid, deoarece are o densitate foarte mare (≈13600 kg / m 3) și presiune de vapori saturată scăzută la temperatura camerei.

Milimetri de mercur sunt folosiți, de exemplu, în tehnologia vidului, în rapoartele meteo și în măsurarea tensiunii arteriale.

În SUA și Canada, se folosește și unitatea „centimetru de mercur” (denumire - inHg). 1 inHg \u003d 3.386389 kPa la 0 ° C.

Milimetru de apă

Un milimetru de apă (denumire rusă: mm coloană de apă, mm H 2 O; internațional: mm H 2 O) este o unitate non-sistem pentru măsurarea presiunii. Este egală cu presiunea hidrostatică a unei coloane de apă înaltă de 1 mm exercitată pe o bază plană la temperatura apei de 4 ° C.

În Federația Rusă este aprobat pentru utilizare ca unitate de măsurare a presiunii în afara sistemului, fără limită de timp, cu zona de utilizare „toate zonele”.

Nimănui nu-i place să fie sub presiune. Și indiferent de ce. Queen a cântat despre asta împreună cu David Bowie în celebrul lor single „Sub presiune”. Ce este presiunea? Cum să înțelegem presiunea? Ce se măsoară în, ce instrumente și metode, unde este direcționat și ce apasă. Răspunsurile la aceste și alte întrebări se găsesc în articolul nostru despre presiunea în fizică   și nu numai.

Dacă profesorul vă apasă, setând sarcini complicate, o vom face astfel încât să le puteți răspunde corect. Până la urmă, înțelegerea esenței lucrurilor este cheia succesului! Deci, ce este presiunea în fizică?

Prin definiție:

presiunea   Este o cantitate fizică scalară egală cu forța care acționează pe suprafață de unitate.

În sistemul internațional, SI este măsurat în pascali   și este indicat prin scrisoare p . Unitate de presiune - 1 pascal. Desemnarea rusă - pasinternațional - Pa.

Conform definiției, pentru a găsi presiunea, trebuie să împărțiți forța în funcție de zonă.

Orice lichid sau gaz introdus într-un vas exercită presiune pe pereții vasului. De exemplu, borșul dintr-o tigaie acționează pe fundul său și pereții cu o anumită presiune. Formula pentru determinarea presiunii fluidului:

unde g   - accelerarea gravitației în câmpul gravitațional al pământului; h   - înălțimea coloanei de borș în tigaie, litera greacă "Rho"   - densitatea borșului.

Cel mai frecvent dispozitiv de măsurare a presiunii din casă este un barometru. Dar în ce se măsoară presiunea? Pe lângă pascal, există și alte unități din afara sistemului:

• atmosferă;
• milimetru de mercur;
• milimetru de apă;
• metru de apă;
• kilogram-forță.

În funcție de context, se folosesc diferite unități din afara sistemului.

De exemplu, când asculți sau citești prognoza meteo, nu se pune problema lui Pascals. Vorbesc despre milimetri de mercur. Un milimetru de mercur este 133   Pascal. Dacă conduci, probabil știi că presiunea normală pe roțile unei mașini este de aproximativ două atmosfere.

Presiunea atmosferică

Atmosfera este un gaz, sau mai bine zis, un amestec de gaze care este ținut de Pământ datorită gravitației. Atmosfera se deplasează treptat în spațiul interplanetar, iar înălțimea sa este de aproximativ 100   kilometri.

Cum să înțelegem expresia „presiunea atmosferică”? Deasupra fiecărui metru pătrat al suprafeței pământului se află o coloană de gaz de o sută de kilometri. Desigur, aerul este transparent și plăcut, dar are o masă care apasă pe suprafața pământului. Aceasta este presiunea atmosferică.

Presiunea atmosferică normală este considerată egală 101325   pas. Aceasta este presiunea la nivelul mării la o temperatură de 0 grade Celsius. Aceeași presiune la aceeași temperatură exercită pe baza sa o coloană mare de mercur 766   milimetri.

Cu cât este mai mare altitudinea, cu atât presiunea atmosferică este mai mică. De exemplu, pe un vârf de munte Qomolangma   este doar o pătrime din presiunea atmosferică normală.

Tensiunea arterială

Un alt exemplu în care ne confruntăm cu presiune în viața de zi cu zi este măsurarea tensiunii arteriale.

Presiunea arterială este tensiunea arterială, adică presiunea pe care o exercită sângele pe pereții vaselor de sânge, în acest caz, arterele.

Dacă ați măsurat tensiunea arterială și o aveți 120   pe 80 atunci totul este bine. dacă 90   pe 50   sau 240   pe 180 Atunci, cu siguranță nu va fi interesant să înțelegeți în ce măsură se măsoară această presiune și ce înseamnă în general.

Cu toate acestea, se pune întrebarea: 120   pe 80   ce anume? Pașali, milimetri de mercur, atmosfere sau alte alte unități de măsură?

Presiunea arterială se măsoară în milimetri de mercur.   Determină excesul de presiune a fluidului din sistemul circulator peste presiunea atmosferică.

Sângele pune presiune asupra vaselor de sânge și, prin urmare, compensează efectul presiunii atmosferice. Dacă ar fi altfel, am fi pur și simplu zdrobiți de o masă uriașă de aer deasupra noastră.

Dar de ce există două numere pentru măsurarea tensiunii arteriale?

Apropo! Cititorii noștri au acum o reducere de 10%

Cert este că sângele nu se mișcă uniform în vase, ci în smucituri. Se numește prima cifră (120) a tensiunii arteriale sistolice presiune. Această presiune pe pereții vaselor de sânge în momentul contracției mușchiului cardiac, valoarea sa este cea mai mare. A doua cifră (80) definește cea mai mică valoare și se numește diastolic   presiune.

La măsurare, se înregistrează valorile presiunilor sistolice și diastolice. De exemplu, pentru o persoană sănătoasă, o valoare tipică a tensiunii arteriale este de 120 până la 80 de milimetri de mercur. Aceasta înseamnă că presiunea sistolică este de 120 mm. Hg. Art. Și diastolic - 80 mm RT. Art. Diferența dintre presiunile sistolice și cele diastolice se numește presiune puls.

Vidul fizic

Vacumul este lipsa de presiune. Mai exact, absența sa aproape completă. Vacumul absolut este o aproximare, ca un gaz ideal în termodinamică și un punct material în mecanică.

În funcție de concentrația substanței, se disting vidul scăzut, mediu și mare. Cea mai bună aproximare la vidul fizic este spațiul exterior, în care concentrația de molecule și presiunea sunt minime.

Presiunea este principalul parametru termodinamic al stării sistemului. Este posibilă determinarea presiunii aerului sau a unui alt gaz nu numai prin instrumente, ci și prin utilizarea ecuațiilor, formulelor și legilor termodinamicii. Și dacă nu aveți timp să înțelegeți, un serviciu pentru studenți vă va ajuta să rezolvați orice problemă de determinare a presiunii.

Imaginează-ți un cilindru sigilat umplut cu aer, cu un piston montat deasupra. Dacă începeți să apăsați pe piston, atunci volumul de aer din cilindru va începe să scadă, moleculele de aer se vor ciocni între ele și cu pistonul mai intens, iar presiunea aerului comprimat pe piston va crește.

Dacă pistonul este acum eliberat brusc, atunci aerul comprimat îl va împinge brusc. Acest lucru se va întâmpla deoarece, cu o zonă constantă a pistonului, forța care acționează asupra pistonului din partea aerului comprimat va crește. Zona pistonului a rămas neschimbată, iar forța din partea moleculelor de gaz a crescut, iar presiunea a crescut în consecință.

Sau un alt exemplu. Un bărbat stă pe pământ, stă cu ambele picioare. În această poziție, o persoană este confortabilă, nu întâmpină inconveniente. Dar ce se întâmplă dacă această persoană decide să stea pe un picior? El va îndoi unul dintre picioare în genunchi și acum se va sprijini pe pământ cu un singur picior. În această poziție, o persoană va simți un anumit disconfort, deoarece presiunea pe picior a crescut și de aproximativ 2 ori. De ce? Deoarece zona prin care gravitația apasă acum o persoană spre sol a scăzut de 2 ori. Iată un exemplu despre ce presiune este și cât de ușor poate fi găsit în viața de zi cu zi.

Din punct de vedere al fizicii, presiunea este o cantitate fizică numeric egală cu o forță care acționează perpendicular pe o suprafață per unitate de suprafață a unei suprafețe date. Prin urmare, pentru a determina presiunea într-un anumit punct de pe suprafață, componenta normală a forței aplicate pe suprafață este împărțită la suprafața elementului mic de suprafață pe care acționează această forță. Și pentru a determina presiunea medie pe întreaga suprafață, componenta normală a forței care acționează pe suprafață trebuie împărțită la suprafața totală a acestei suprafețe.

Se măsoară presiunea pasală (Pa). Această unitate de presiune și-a primit numele în onoarea matematicianului, fizicianului și scriitorului francez Blaise Pascal, autorul legii de bază a hidrostaticii - Legea Pascal, care afirmă că presiunea produsă pe un lichid sau gaz este transmisă în orice punct, fără modificări în toate direcțiile. Pentru prima dată, unitatea de presiune Pascal a fost pusă în circulație în Franța în 1961, conform decretului privind unitățile, la trei secole de la moartea savantului.

Un pascal este egal cu presiunea care determină o forță a unui newton, distribuit uniform și direcționat perpendicular pe suprafață cu o suprafață de un metru pătrat.

Pașalii măsoară nu numai presiunea mecanică (efortul mecanic), ci și modulul elastic, modulul lui Young, modulul volumetric elastic, rezistența la randament, limita proporționalității, rezistența la tracțiune, rezistența la forfecare, presiunea sonoră și presiunea osmotică. În mod tradițional, în pascale se exprimă cele mai importante caracteristici mecanice ale materialelor din sopromat.

Atmosfera tehnică (la), fizică (atm), forța kilogramului pe centimetru pătrat (kgf / cm2)

Pe lângă pascal, alte unități (din afara sistemului) sunt de asemenea utilizate pentru a măsura presiunea. Una dintre aceste unități este „atmosfera” (at). Presiunea într-o atmosferă este aproximativ egală cu presiunea atmosferică pe suprafața Pământului la nivelul mării. Astăzi, „atmosferă” este înțeleasă ca atmosfera tehnică (at).

Atmosfera tehnică (la) este presiunea produsă de o forță de kilogram (kgf) distribuită uniform pe o suprafață de un centimetru pătrat. Și o forță de kilogram, la rândul ei, este egală cu forța gravitației care acționează asupra unui corp care cântărește un kilogram în condiții de accelerație a gravitației egală cu 9.80665 m / s2. O forță de kilogram este astfel egală cu 9.80665 Newton și o atmosferă se dovedește a fi exact 98066,5 Pa. 1 la \u003d 98066,5 Pa.

În atmosfera, de exemplu, se măsoară presiunea în pneuri, de exemplu, presiunea recomandată în pneurile unui autobuz de pasageri GAZ-2217 este de 3 atmosfere.

Există, de asemenea, o „atmosferă fizică” (atm), definită ca presiunea unei coloane de mercur cu o înălțime de 760 mm pe baza sa, în ciuda faptului că densitatea mercurului este de 13595,04 kg / m3, la o temperatură de 0 ° C și în condiții de accelerare a căderii libere egală cu 9, 80665 m / s2. Deci, se dovedește că 1 atm \u003d 1.033233 la \u003d 101 325 Pa.

În ceea ce privește forța kilogramului pe centimetru pătrat (kgf / cm2), această unitate de presiune din afara sistemului cu o precizie bună este egală cu presiunea atmosferică normală, care este uneori convenabilă pentru evaluarea diferitelor efecte.

Unitatea non-sistemică „bara” este egală cu aproximativ o atmosferă, dar este mai precisă - exact 100.000 Pa. În sistemul GHS, 1 bar este de 1.000.000 dyne / cm2. Anterior, bara de nume era purtată de o unitate numită acum bariu și egală cu 0,1 Pa sau în sistemul GHS 1 bariu \u003d 1 dyn / cm2. Cuvintele bar, bariu și barometru provin din același cuvânt grecesc pentru greutate.

Adesea, o unitate mbar (millibar) de 0,001 bar este utilizată pentru a măsura presiunea atmosferică în meteorologie. Și pentru măsurarea presiunii pe planete unde atmosfera este foarte rarefiată - microbar (microbar), egală cu 0.000001 bar. Pe manometre tehnice, cel mai adesea scara are o absolvire în bare.

Milimetru de mercur (mmHg), milimetru de apă (mmHg)

O unitate non-sistemică de măsură "milimetru de mercur" este 101325/760 \u003d 133.3223684 Pa. Este desemnat „mm Hg”, dar uneori este desemnat „torr” - în onoarea fizicianului italian, student al Galileo, Evangelista Torricelli, autorul conceptului de presiune atmosferică.

S-a format o unitate în legătură cu o metodă convenabilă de măsurare a presiunii atmosferice cu un barometru, în care coloana de mercur se află în echilibru sub influența presiunii atmosferice. Mercurul are o densitate ridicată de aproximativ 13.600 kg / m3 și se caracterizează printr-o presiune de vapori scăzută saturată la temperatura camerei, de aceea mercurul a fost ales pentru barometre la timp.

La nivelul mării, presiunea atmosferică este de aproximativ 760 mmHg, aceasta este acum considerată a fi o presiune atmosferică normală egală cu 101325 Pa sau o atmosferă fizică, 1 atm. Adică 1 milimetru de mercur este 101325/760 pascal.

În milimetri de mercur, presiunea este măsurată în medicină, în meteorologie, în navigația aviatică. În medicină, tensiunea arterială este măsurată în mmHg, într-o tehnică de vid, este gradată în mmHg, împreună cu bare. Uneori, chiar scriu pur și simplu 25 de microni, ceea ce implică micron de mercur, când vine vorba de evacuare, iar măsurătorile de presiune sunt efectuate cu manometre de vid.

În unele cazuri, se folosesc milimetri de apă, iar apoi coloana de apă de 13,59 mm \u003d 1 mmHg. Uneori este mai potrivit și mai convenabil. Un milimetru de apă, ca un milimetru de mercur, este o unitate din afara sistemului, care la rândul său este egală cu presiunea hidrostatică de 1 mm de apă, pe care această coloană o exercită pe o bază plană la o temperatură a apei de 4 ° C.

Anul trecut, am finalizat lucrarea de proiect pe tema „Presiunea și importanța acesteia în activitățile practice”. Ne interesează importanța presiunii în lumea din jurul nostru. A fost interesant să găsim aplicarea cunoștințelor noastre în scopuri practice.

Ne bucurăm să ne plimbăm în pădurea de iarnă. A devenit interesant: de ce poți cădea într-o zăpadă, stând fără schiuri și în timp ce schiezi poți aluneca de-a lungul oricărei alunecări de zăpadă. Acasă, așezat pe un scaun dur, nu este posibil să stai foarte mult timp și poți sta ore întregi pe un fotoliu moale. De ce?

Privind diferite mașini, acordăm atenție diferitelor dimensiuni ale roților. De ce anvelopele sunt atât de largi pentru vehiculele grele și pentru toate terenurile?

Conceptul de presiune.

Presiunea și forța de presiune

Am observat în mod repetat cum acțiunea aceleiași forțe duce la rezultate diferite. De exemplu, oricât de tare am apăsa pe tablă, este puțin probabil să-l putem străpunge cu un deget. Dar acționând cu aceeași forță asupra tactilului, conducem cu ușurință capătul ascuțit în aceeași placă. Pentru a nu cădea în zăpadă adâncă, o persoană pune schiuri. Deși greutatea persoanei nu se schimbă, el nu împinge suprafața zăpezii pe schiuri.

Aceste și multe alte exemple arată că rezultatul forței depinde nu numai de valoarea sa numerică, ci și de suprafața, aceeași forță exercită o presiune diferită.

Presiunea este raportul dintre forța care acționează pe suprafața unui corp perpendicular pe această suprafață și suprafața acestei suprafețe:

PRESSURE \u003d POWER_

Presiunea este notată de obicei prin litera p. Prin urmare, putem scrie formula folosind desemnări de scrisori (amintiți-vă că forța este notată cu litera F, iar zona cu S): p \u003d _F_

Presiunea arată cât de multă forță acționează pe unitatea de suprafață a corpului. Unitatea de presiune este Pascal (Pa). O presiune a unui Pascal exercită o forță de un newton pe suprafață de un metru pătrat: 1 Pa \u003d 1 N / 1 m².

Forța care creează presiune pe o suprafață se numește forță de presiune.

Dacă înmulțiți presiunea cu valoarea suprafeței, atunci puteți calcula forța de presiune: forța de presiune \u003d aria de presiune, sau la fel în denumirile de litere:

Pentru a reduce presiunea, este suficient să crești zona pe care acționează forța. De exemplu, creșterea zonei inferioare a fundației, reducând astfel presiunea casei pe sol. Tractoarele și rezervoarele au o suprafață mare de cale, prin urmare, în ciuda greutății considerabile, presiunea lor pe sol nu este atât de mare: aceste mașini pot trece chiar prin soluri mlăștinoase mlăștinoase.

În cazurile în care este necesară creșterea presiunii, reduceți suprafața (în timp ce forța de presiune rămâne aceeași). Deci, pentru a crește presiunea, ascuțiți instrumentele de cusătură și tăiere - foarfece, cuțite, ace, sfarcuri.

2. Presiunea la adâncime

Un scafandru ușor se poate scufunda la o adâncime de aproximativ 80 de metri. Dacă este necesară o imersiune mai profundă, se folosesc costume spațiale speciale, precum și vehicule speciale de mare adâncime - submarine, bașcaphes. Ei protejează o persoană împotriva presiunii imense care acționează asupra unui corp cufundat în profunzime. Cum apare această presiune?

Rupeți mental lichidul în straturi orizontale. Gravitatea acționează asupra stratului superior de lichide, astfel încât greutatea stratului lichid superior creează presiune asupra celui de-al doilea strat. Gravitatea acționează și asupra celui de-al doilea strat, iar greutatea celui de-al doilea strat creează presiune asupra celui de-al treilea strat. Cu toate acestea, în conformitate cu legea lui Pascal, cel de-al doilea strat, fără modificări, transferă și presiunea stratului superior în al treilea strat. Aceasta înseamnă că cel de-al treilea strat este sub presiune mai mare decât al doilea. O imagine similară este observată cu straturile ulterioare: cu cât este mai profundă, cu atât este mai mare presiunea. O forță elastică apare în fluidul comprimat de această presiune, care exercită presiune asupra pereților și a fundului vasului și pe partea inferioară a suprafeței corpurilor cufundate în lichid.

Calculăm ce presiune exercită o coloană de lichid de înălțime h pe fundul vasului, a cărei suprafață este S. O greutate egală cu gravitația exercită presiune pe fundul vasului. Gravitatea este calculată în conformitate cu formula cunoscută de noi: Ftyazh \u003d m g, unde m este masa lichidului. Deși masa ne este necunoscută, o putem calcula după volum și densitate: m \u003d p V

Luăm densitatea din tabel și calculăm volumul V. Volumul, după cum se știe, este egal cu produsul zonei de bază S și înălțimea h; V \u003d s h. Masa lichidului este egală cu: m \u003d p V \u003d p S h

Înlocuim masa în formula de calcul a gravitației:

Fdraft \u003d m g \u003d p S h g

Determinați presiunea fluidului din partea de jos a vasului:

După cum se poate observa din formulă, presiunea lichidului din partea inferioară a vasului este direct proporțională cu înălțimea coloanei de lichid.

Folosind aceeași formulă, putem calcula presiunea unei coloane de lichid: atunci trebuie să înlocuim adâncimea la care vrem să determinăm presiunea ca h.

Deoarece legea lui Pascal este valabilă nu numai pentru lichide, ci și pentru gaze, toate raționamentele și concluziile de mai sus se aplică nu numai lichidelor, ci și gazelor.

Se spune adesea că trăim în fundul stratului de aer care înconjoară Pământul. Aceasta este presiunea atmosferică. Se știe că, odată cu creșterea altitudinii, presiunea atmosferică scade. Acest lucru este ușor de explicat: cu cât creștem mai sus, cu atât este mai mică înălțimea coloanei de aer h și, prin urmare, mai mică, presiunea creată de aceasta.

3. Transmiterea presiunii prin lichide și gaze

Corpurile rigide transmit presiunea exercitată asupra lor în direcția forței. De exemplu, un buton împinge placa în aceeași direcție în care degetul apasă pe ea.

Situația este complet diferită cu lichidele și gazele. Dacă umflăm un balon, atunci cu respirația exercităm presiune într-o direcție foarte definită. Cu toate acestea, mingea este umflată în toate direcțiile.

Jucându-se cu pistoale de casă, băieții stoarce borcane de plastic umplute cu apă din părți. În același timp, apa lovește dintr-o gaură din plută - direcția presiunii se schimbă. Aceste experimente și similare confirmă legea lui Pascal, care prevede: lichidele și gazele transmit presiunea exercitată asupra lor fără a se schimba în fiecare punct al lichidului sau al gazului.

Această proprietate a lichidelor și gazelor este explicată prin structura lor. În locul lichidului sau gazului la care se aplică presiunea, particulele substanței vor fi aranjate mai dens decât înainte. Dar particulele de materie dintr-un lichid și gaz sunt mobile și din acest motiv nu pot fi localizate mai dens într-un loc decât în \u200b\u200baltul. Prin urmare, particulele sunt din nou distribuite uniform, dar la o distanță mai aproape una de cealaltă. Presiunea exercitată asupra unei părți a particulelor unei substanțe este transmisă tuturor celorlalte particule.

Legea lui Pascal stă la baza proiectării mașinilor și dispozitivelor hidraulice și pneumatice.

Baza utilajelor hidraulice este alcătuită din două vase cilindrice cu diametre diferite, umplute cu lichid, de obicei ulei. Navele sunt interconectate de un tub. În fiecare dintre vase există un piston care se potrivește perfect pe pereții vasului, dar în același timp se poate deplasa liber în sus și în jos.

Dacă acționăm asupra pistonului unui cilindru mic de forța F1, atunci știind aria sa (o notăm prin S1), este ușor să calculăm presiunea exercitată asupra acestuia:

În conformitate cu legea lui Pascal, un lichid va transfera această presiune într-un piston mare fără schimbare: de jos, lichidul exercită o presiune p. Având în vedere că zona pistonului mare S2, calculăm forța de presiune F2:

Exprimați presiunea din formula (2) și obțineți:

Rețineți că părțile din stânga ale egalității (1) și (3) sunt egale între ele. Prin urmare, partea dreaptă a acestor egalități este egală, adică:

De unde rezultă că

Astfel, am obținut următorul rezultat: de câte ori aria celui de-al doilea piston este mai mare decât aria primului, numărul de ori mașina hidraulică dă un câștig de forță.

Modelele bazate pe principiul unei mașini hidraulice sunt utilizate pe scară largă în inginerie.

Capitolul 2. Aplicație practică

1. Calculul presiunii unei persoane pe schiuri și fără ele.

Greutatea mea este de 46 de kilograme. Știind că gravitația este calculată după formula

Ft \u003d mg; formula de bază va lua următoarea formă: p \u003d; unde S este zona ambelor schiuri, cunoscând dimensiunea schiurilor, îl calculăm.

Dimensiunile schiului sunt de 1,6 m 0,04 m; apoi S1 \u003d 1,6 0,04 \u003d 0,064 (m²) (Aceasta este zona unui schi, iar noi avem două). Ca rezultat, formula finală de calcul va avea următoarea formă: p \u003d \u003d \u003d 3593 \u003d 3593Pa

Acum calculăm presiunea pe care o exercit, stând pe podea. Calculăm dimensiunile tălpii pantofului 26cm * 10,5 cm

S2 \u003d 0,26m * 0,105m \u003d 0,027m² (aceasta este suprafața unei tălpi, avem două dintre ele). Drept urmare, formula finală de calcul va avea următoarea formă:

P2 \u003d \u003d 8518 Pa

Ca urmare a calculelor, s-a aflat că presiunea pe schiuri este de 3595 Pa, iar presiunea fără schiuri pe suport este de 8518 Pa.

În urma calculelor, suprafața de schi este de 0,128 m², iar suprafața unică de 0,054 m².

0,128m²\u003e 0,054m² de 2,3 ori.

Din aceasta putem trage următoarea concluzie: de câte ori creștem aria suportului, presiunea pe care o creăm asupra suportului scade cu aceeași cantitate.

2. Calcularea presiunii pe suport în diferite poziții ale barei.

Trebuie să facem acest lucru pentru a afla cum să facem cărămidă în țară? În ce caz se va aplica mai puțină presiune?

Să măsurăm o piatră whet experimentală. Dimensiunile barei sunt 10cm * 6cm * 4 cm. Pentru calcule, folosim următoarele formule: p \u003d Ft \u003d mg p \u003d

Găsiți zona fețelor:

S1 \u003d 0,1m * 0,06m \u003d 0,006 m²

S2 \u003d 0,1m * 0,04m \u003d 0,004 m²

S3 \u003d 0,06 * 0,04m \u003d 0,0024m²

Cântărește bara. m \u003d 100g \u003d 0,1 kg

Efectuați calculele necesare.

p1 \u003d Pa \u003d 167 Pa p2 \u003d Pa \u003d 250 Pa p3 \u003d Pa \u003d 417 Pa

Având în vedere dependența de presiune de zona suportului, ajungem la concluzia: de câte ori creștem aria suportului, presiunea pe care o creăm asupra suportului scade la fel de mult.

S1 (0.006 m²)\u003e S2 (0.004 m²)\u003e S3 (0.0024 m²)

3. Calculul presiunii fluidului pe fundul vaselor.

În viața practică, ne întâlnim cu vase de diferite forme: conserve de diferite dimensiuni, sticle, tigăi, cani. Calculăm ce presiune are coloana de apă pe fundul vaselor de diferite forme.

Turnați apa într-o cutie de 3 litri și 1 litru de 1 litru de apă și calculați presiunea lichidului pe fundul vaselor. Înălțimea coloanei de lichid din bănci este diferită. Într-un borcan de 3 litri este 5 cm, iar un litru 14 cm.

Formula de calcul pentru găsirea presiunii în lichid:

P \u003d ρ g h ρ \u003d 1000 kg / m² (densitatea apei) h1 \u003d 14 cm \u003d 0,14 m h2 \u003d 5 cm \u003d 0,05 m

Presiunea din partea inferioară a unui litru poate: P1 \u003d 1000kg / m * 10N / kg * 0,14m \u003d 1400N / m \u003d 1400Pa

Presiunea din partea de jos a unui litru de 3 litri poate: P2 \u003d 1000kg / m * 10N / kg * 0,05m \u003d 500N / kg \u003d 500Pa h1 (0,14 m)\u003e h2 (0,05m) p1 (1400 Pa)\u003e p2 (p2) 500 Pa)

În urma experimentului, am constatat că aceeași cantitate de apă exercită o presiune diferită pe fundul vaselor și depinde direct doar de înălțimea coloanei de lichid.

Capitolul 3. Presiunea în natură și tehnologie.

Când am făcut cunoștință cu literatura despre subiectul Presiune, am învățat o mulțime de lucruri interesante și instructive.

1. Presiunea atmosferică în viața sălbatică

Muștele și broaștele de copac pot rămâne pe geamul datorită ventuzelor minuscule care creează vidul, iar presiunea atmosferică menține ventuza pe geam.

Peștii adezivi au o suprafață de aspirație, formată dintr-un număr de pliuri care formează „buzunare” adânci. Când încercați să spargeți ventuza de pe suprafața pe care a aderat-o, adâncimea buzunarelor crește, presiunea din ele scade, iar apoi presiunea externă apasă ventuza și mai tare.

Un elefant folosește presiunea atmosferică ori de câte ori vrea să bea. Gâtul lui este scurt și nu poate apleca capul în apă și doar coboară trunchiul și atrage aer. Sub influența presiunii atmosferice, trunchiul este umplut cu apă, apoi elefantul îl îndoaie și toarnă apă în gură.

Efectul de aspirație al mlaștinii se datorează faptului că atunci când ridicați picioarele sub el, se formează un spațiu evacuat. Excesul de presiune atmosferică în acest caz poate atinge 1000N pe suprafața de picior adult. Cu toate acestea, copitele cu animale învelite când sunt scoase dintr-un vraciș trec aer prin tăierea lor în spațiul evacuat rezultat. Presiunea deasupra și dedesubtul copitelor este nivelată, iar piciorul este scos fără prea multe dificultăți.

2. Utilizarea presiunii în tehnologie.

presiunea la adâncimea mării este foarte mare, astfel încât o persoană nu poate fi la adâncime fără dispozitive speciale. Cu scufundări, o persoană poate coborî la o adâncime de aproximativ 100 de metri. După ce s-a apărat cu coca unui submarin, o persoană poate coborî la un kilometru adânc în mare. Și numai dispozitivele speciale - aparate de baie și aparate de baie - vă permit să vă scufundați până la adâncimea de câțiva kilometri.

Anul trecut, au avut loc studii de mare adâncime asupra lacului nostru Baikal. Aparatul, care s-a scufundat în fundul lacului sacru, se numește „Pace”. Au fost realizate fotografii unice ale peisajului, florei și faunei Lacului Baikal. Au fost prelevate probe de sol din fundul lacului. Se planifică continuarea lucrărilor începute pentru studierea celui mai adânc lac din lume.

atunci când scufundați profund, o persoană trebuie să se protejeze de boala de decompresie. Apare dacă scafandrul se ridică rapid de la adâncime la suprafață. Presiunea apei scade brusc și aerul dizolvat în sânge se extinde. Bulele rezultate înfundă vasele de sânge, interferind cu mișcarea sângelui și o persoană poate muri. Prin urmare, scufundatorii apar încet, astfel încât sângele are timp să ducă bulele de aer rezultate în plămâni.

Atmosfera se rotește în jurul axei pământului cu pământul. Dacă atmosfera ar fi nemișcată, atunci un uragan ar domina pe Pământ cu o viteză a vântului mai mare de 1500 km / h.

datorită presiunii atmosferice, o forță de 10 N acționează asupra fiecărui centimetru pătrat al corpului nostru.

unele planete ale sistemului solar au, de asemenea, atmosfere, dar presiunea lor nu permite unei persoane să fie acolo fără un spațiu. Pe Venus, de exemplu, presiunea atmosferică este de aproximativ 100 atm, pe Marte - aproximativ 0,006 atm.

barometrele Torricelli sunt cele mai precise barometre. Au echipat stații meteorologice și, conform mărturiilor lor, se verifică funcționarea barometrelor aneroide.

barometrul aneroid este un dispozitiv foarte sensibil. De exemplu, urcând până la ultimul etaj al unei clădiri cu 9 etaje, datorită diferențelor de presiune atmosferică la diferite înălțimi, vom găsi o scădere a presiunii atmosferice cu 2-3 mm Hg. Art.

scăderea sau creșterea artificială a presiunii atmosferice în încăperi speciale - camere de presiune - sunt utilizate în scopuri medicinale. Una dintre metodele de baroterapie („terapie” greacă - tratament) este setarea borcanelor medicale de sticlă la domiciliu.

prin lipirea unui ac sau un știft în țesătură, creăm o presiune de aproximativ 100MPa.

3. Fapte interesante

* De ce stai tare pe un scaun simplu, în timp ce pe un scaun, de asemenea, din lemn, deloc greu? De ce să vă așezați ușor într-un hamac cu frânghie, care este țesut în partea de jos a șireturilor destul de ferme?

Este ușor de ghicit. Scaunul unui scaun simplu este plat; corpul nostru intră în contact cu acesta doar pe o suprafață mică, pe care este concentrată întreaga greutate a corpului. Scaunul este concave; este în contact cu corpul pe o suprafață mare; pe această suprafață greutatea corporală este distribuită: greutate mai mică, mai mică presiune pe suprafața unității

Anvelopele foarte grele sunt făcute pentru vehicule grele. Acest lucru reduce presiunea pe drum. Presiunea trebuie redusă la deplasarea pe o suprafață mlăștinoasă. Pentru a face acest lucru, așezați chaga din lemn, care poate merge chiar și în rezervoare.

Ace, lame, obiecte de tăiere sunt ascuțite brusc, astfel încât cu forțe mici pe vârf creează multă presiune. Aceste instrumente sunt mult mai ușor de lucrat.

În regnul animal se poate observa și acest lucru. Acestea sunt colțurile animalelor, ghearele, ciocurile etc.

Cum bem?

Este posibil să ne gândim la asta? Desigur. Punem un pahar sau o lingură cu lichid în gură și „atragem” conținutul lor în noi înșine. Aceasta este simpla „retragere” a fluidului cu care suntem atât de obișnuiți și trebuie explicată. De ce, de fapt, curge lichidul în gurile noastre? Ce o fascinează? Motivul este acesta: atunci când bem, extindem pieptul și, astfel, deschidem aerul în gură; sub presiunea aerului exterior, lichidul se grăbește în spațiul în care presiunea este mai mică și astfel pătrunde în gura noastră.

Dimpotrivă, prinzând gâtul sticlei cu buzele, nu veți „trage” apa din ea în gură prin nicio forță, deoarece presiunea aerului din gură și deasupra apei este aceeași.

Deci, strict vorbind, bem nu numai cu gura, ci și cu plămânii; deoarece expansiunea plămânilor este motivul pentru care lichidul se năpustește în gura noastră.

Pe parcursul activității noastre, am învățat profund conceptul de „presiune” din punct de vedere fizic. Am examinat utilizarea sa în diverse situații de viață, în natură și tehnologie. Am învățat semnificația acestui concept pentru lumea animalelor, am examinat cazurile aplicării practice a presiunii în viața umană și în viața sălbatică. Au calculat folosind abilități matematice și au studiat modelele de presiune în următoarele situații:

Presiunea umană în diverse situații;

Presiunea fluidului pe fundul vaselor;

Presiune rigidă pe un suport;

Presiunea proprie a corpului într-o situație extremă.

În urma cercetărilor, s-au obținut următoarele concluzii:

1. În solide, presiunea poate fi redusă prin creșterea zonei suportului.

2. În lichide și gaze, presiunea depinde direct de înălțimea coloanei de lichid sau de gaz

Presiunea este raportul unei forțe care acționează perpendicular pe o suprafață, și suprafața acelei suprafețe. Se măsoară presiunea în pascali (1 Pa este presiunea pe care o forță de 1 Newton o produce atunci când este aplicată pe o suprafață de un metru pătrat).

Forța de presiune este forța exercitată de presiunea pe o anumită suprafață. Se măsoară în Newton (1 N). Cu cât suprafața pe care se exercită această presiune este mai mică, cu atât forța aplicată este mai mică, cu ajutorul căreia puteți obține efectul scontat.

Forța presiunii acționează asupra suprafeței perpendicular pe aceasta. Nu poate fi identificat cu presiune. Pentru a determina presiunea, este necesară împărțirea forței sale în suprafața pe care apare. Dacă se aplică aceeași forță pentru a acționa pe suprafețe din diferite zone, atunci presiunea va fi mai mare acolo unde zona de rulment este mai mică. Dacă presiunea și suprafața sunt cunoscute, atunci puteți afla forța presiunii prin înmulțirea presiunii cu zona.

Forța este întotdeauna direcționată în mod necesar perpendicular pe suprafața pe care afectează. În al treilea, acesta este egal cu modulul său.

Orice forță poate juca rolul forței de presiune. Aceasta poate fi greutatea care deformează suportul, sau forța care apasă un corp pe o anumită suprafață, etc.

Când sunt în contact cu solidele, lichidele acționează asupra lor cu o anumită forță, pe care o numesc - forță de presiune. În viața de zi cu zi, puteți simți efectul unei astfel de forțe acoperind cu degetul deschiderea robinetului din care curge apa. Dacă mercurul este turnat într-un balon de cauciuc, se poate observa că pereții lui încep să se umfle spre exterior. Forța poate afecta și alte lichide.

Atunci când solidele intră în contact, forța elastică apare atunci când forma sau volumul lor se schimbă. În lichide, astfel de forțe nu apar atunci când forma se schimbă. Lipsa elasticității în ceea ce privește modificările de formă determină mobilitatea lichidelor. La comprimarea lichidelor (schimbarea volumelor), vor apărea forțe elastice. Se numesc forță de presiune. Adică, dacă lichidul acționează asupra altor corpuri în contact cu acesta cu presiune, înseamnă că este într-o stare comprimată. Cu cât fluidul este mai comprimat, cu atât va fi mai puternică presiunea rezultată din această forță.

Ca urmare a compresiunii, densitatea substanțelor crește, astfel încât lichidele au elasticitate, care se manifestă în raport cu densitatea lor. Dacă vasul este închis cu un piston și se pune o sarcină deasupra, atunci când pistonul este coborât, lichidul va începe să se comprimeze. În el va apărea o forță de presiune, care va echilibra greutatea pistonului cu sarcina pe el. Dacă continuați să creșteți sarcina pe piston, fluidul va continua să se comprime, iar forța de presiune crescândă va avea ca scop echilibrarea sarcinii.

Toate lichidele (într-o măsură mai mare sau mai mică) pot fi comprimate, de aceea este posibil să se măsoare gradul de compresie al acestora, care corespunde unei anumite forțe de presiune.

Pentru a reduce presiunea pe suprafață, dacă este imposibil să reduci forța, este necesar să crești aria suportului. Și invers, pentru a crește presiunea, este necesar să se reducă zona peste care acționează forța sa.

Moleculele de gaz nu sunt conectate (sau prea slab conectate) între ele prin forța interacțiunii. Prin urmare, se mișcă la întâmplare, aproape liber, umplând întregul volum al vasului furnizat. În acest sens, proprietățile gazului diferă de Y, în funcție de presiune într-o măsură mult mai mare decât cea a lichidelor. Lucrul obișnuit între ele este că presiunea atât a lichidului, cât și a gazului nu depinde de forma vasului în care pot fi amplasate.