Реферат на тему тайны давления

Что такое давление?

Давление — это сила, которую прикладывают перпендикулярно какой-либо поверхности. Давление на поверхность оказывают как твердые тела, так и жидкости, газы.

Тебе наверняка приходилось резать яблоко тупым ножом. Как ты думаешь, почему острый нож режет лучше? Площадь соприкосновения острого ножа и яблока меньше, поэтому твое яблоко успешно режется на дольки именно этим ножом

Объяснение:Атмосферное давление” и “закон Паскаля”, “сообщающиеся сосуды” – интереснейшие темы начального курса школьной физики. Они позволяют рассказать немало интересных историй и показать серию любопытных демонстраций. Грех этим не воспользоваться!

Истинность любых логических построений проверяется экспериментом, и у каждой эпохи здесь свои возможности. Почему вода за поршнем насоса поднимается лишь на определенную высоту? Может, это тоже объяснить боязнью – боязнью высоты? Мало получить результат эксперимента, его еще нужно правильно истолковать.

Вот как делал это сам Галилей: “Вода во всасывающем насосе поднимается не выше 18 локтей; если же высота поднятия превышает этот предел, то водяной столб обрывается от собственного веса, следовательно, “боязнь пустоты” настолько значительна, что она удерживает водяной столб в 18 локтей”. Таким образом, получается, что эксперимент как бы подтверждает не только наличие у природы чувства страха, но и дает возможность его количественно измерить!

Как это нередко бывает, теми же вопросами, оставаясь в полном неведении о работах других ученых, занимался весьма просвещенный человек, но, в сущности, любитель, бургомистр Магдебурга Отто фон Герике. Благодаря своему высокому положению эксперименты он проводил в присутствии князей, коих в Германии того времени было превеликое множество. Благодаря им учение об атмосферном давлении быстро разнеслось по Европе.

Всего получено оценок: 134.

Обновлено 22 Июля, 2021

Все механические изменения с телами происходят в результате действия сил. При этом в большинстве случаев оказывается важным способ приложения силы. В частности важно распределение этой силы в пространстве, которое характеризуется такой физической величиной, как давление. Из курса физики 7 класса важно запомнить, что такое сила давления: эти знания пригождаются и на практике.

Давление как физическая величина

Если нажать рукой на деревянную поверхность стола, с поверхностью ничего не произойдет, как максимум появится небольшой, незаметный глазу изгиб, который исчезнет, как только мы снимем усилие. Если взять отвертку и нажать с той же силой, то на деревянной поверхности возникнет четкая вдавленная отметина. Если взять острое шило, то его можно вогнать в столешницу на несколько сантиметров и даже проколоть ее насквозь.

Почему одна и та же сила в этих примерах приводит к совершенно различным результатам?

Ответом на этот вопрос является различие в способе приложения силы, а точнее в ее сосредоточении.

В самом деле, если давить на стол рукой, то вся мускульная сила будет распределена по всей площади руки. Если взять отвертку, то та же сила будет приложена к небольшой площади жала. А в случае шила приложенная сила сосредоточится на очень малой площади острия. В результате действие силы во всех трех случаях будет заметно различаться.

Для определения этих различий необходимо использовать специальную величину, которая покажет распределение силы к приложенной поверхности. Такая величина называется давлением (для обозначения используется латинская буква «p», лат. pressūra — давление) Она равна отношению силы к площади поверхности, на которую эта сила действует:

Рис. 1. Давление в физике

Из приведенной формулы давления можно видеть, что даже если сила $F$ будет одинаковой, давление $p$ возрастет, если уменьшить площадь $S$.

Это мы и наблюдаем, когда заменяем руку отверткой или шилом в вышеприведенном опыте. Знак давления будет всегда положительным.

Единица давления

Из формулы давления можно получить единицу измерения. Поскольку сила измеряется в ньютонах, а площадь — в квадратных метрах, то единицей давления будет ньютон на квадратный метр. В честь французского ученного Б. Паскаля эта величина названа паскалем (обозначается «Па»):

Рис. 2. Б. Паскаль.

Паскаль — относительно небольшая величина. Такое давление создаст на поверхность своей тяжестью алюминиевая фольга толщиной всего лишь 0,04 мм. Действительно, квадрат такой фольги площадью 1 кв. м. будет весить около 108 г, то есть сила тяжести, которую создает фольга, будет равна примерно 1 ньютону, а значит, давление будет равно 1 паскалю.

Особенности использования разных давлений

Различие в давлениях используется во многих сферах народного хозяйства. Увеличение площади опоры позволяет значительно уменьшать действие значительных масс на грунт. Именно поэтому более проходимыми являются машины на гусеничном ходу.

И наоборот, для того чтобы режущие и колющие предметы хорошо выполняли свою задачу, их рабочие поверхности затачивают — то есть делают площадь приложения силы как можно меньше.

Человек массой 60 кг в обычной обуви оказывает на грунт давление 50–60 кПа. Если же он станет на лыжи, давление на грунт может уменьшиться до 2–3 кПа, то есть в двадцать раз меньше! Именно поэтому человек на лыжах почти не увязает в снегу, хотя без лыж увязание может быть очень глубоким.

По той же причине при спасении человека, провалившегося сквозь лед, необходимо приближаться к нему лёжа, чтобы площадь, на которую распределяется масса тела, была как можно больше, и давление на лед было как можно меньше.

Рис. 3. Спасение человека из проруби.

Что мы узнали?

Давление — это физическая величина, характеризующая распределение силы на поверхность, к которой эта сила приложена. Давление равно отношению силы к площади ее приложения и измеряется в паскалях.

Тест по теме

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Оценка доклада

А какая ваша оценка?

Алматы 2023 год

Я, Ким Сергей ученик 7 «Б» класса общеобразовательной школы №20, представляю свой доклад на тему «Давление».

1. Цель проекта

2. Введение

3. Значение слова “Давление”

4. Давление в жидкостях и газах

5. Закон Паскаля

6. Отрицательное и положительное влияние давления на человека

7. Атмосферное давление

8. Давление в теле человека

9. Давление в природе

Цель проектной работы.

Цель проектной работы – это сформировать представление об давлении. Изучить его происхождение, формы, правила поведения и меры предосторожности.

Рассмотреть какую роль играет давление в окружающем мире, где оно применяется, от чего оно зависит. Я внимательно изучил информацию из разных источников в Интернете и постарался предоставить всю информацию которую узнал в этом докладе

Я заинтересовался давлением, когда мы начали изучать эту тему на уроках физики. И тогда я подумал, давление окружает нас везде на земле, в воде и в воздухе.

Когда я катался на лыжах я встал на сугроб и не провалился, позже я встал на сугроб без лыж и провалился. И мне стало интересно: почему можно проваливаться в сугроб, стоя без лыж, а на лыжах можно скользить по любым снежным горкам? Позже подумал о корабле: Почему корабль такой большой и он не тонет? А когда я летал на самолёте, мне вдруг заложило уши. Я заинтересовался, почему мне заложило уши только в небе?

И поэтому я решил исследовать это явление.

Давление – это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. От чего зависит давление? Давление зависит от значения силы, которая действует на поверхность. Чем больше сила, тем больше давление.

Давление зависит от площади поверхности, на которую оказывается давление. Чем больше площадь, тем меньше давление Единицей давления является паскаль (Па).

Вы видели, какие следы оставляют тяжёлые машины, трактора на земле? Такие глубокие колеи возникают как раз из- за высокого давления. Значит, в таких случаях его нужно снижать.

Зачем увеличивать давление? Попробуйте тупым ножом порезать хлеб. Чем тупой нож отличается от острого? Конечно, площадью лезвия и создаваемым давлением. Поэтому все режущие и колющие инструменты должны быть очень острыми.

Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения в каждую точку объема жидкости или газа.

Способность газов и жидкостей передавать давление во все стороны объясняется большой хаотической подвижностью молекул, из которых они состоят.

Это утверждение называют законом Паскаля, по имени ученого, открывшего эту закономерность.

Прежде чем переходить к формулировке закона, рассмотрим опыт с шаром Паскаля.

Присоединим к трубе с поршнем полый шар со множеством небольших отверстий. Зальем в шар воду и будем давить на поршень. Давление в трубе вырастет и вода будет выливаться через отверстия, причем напор всех струй будет одинаковым.

Такой же результат получится, если вместо воды в шарике будет газ.

Это работает только с жидкостями и газами. Дело в том, что молекулы жидких и газообразных веществ под давлением ведут себя совсем не так, как молекулы твердых тел.

Если молекулы жидкости и газа движутся почти свободно, то молекулы твердых тел так не умеют. Они могут лишь колебаться, немного отклоняясь от исходного положения. Именно благодаря свободному передвижению молекулы газа и жидкости оказывают давление во всех направлениях. Формулировка закона Паскаля, звучит так:

Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.

Давление часто вредит человеку и его деятельности, например: при строительстве высоких зданий необходимо учитывать давление большого веса на фундамент, поэтому его приходится укреплять и применять прочные строительные материалы, что, понятно, не удешевляет процесса строительства. Давление воды на подводные лодки, например, требует особой конструкции, чтобы субмарина не была раздавлена водой.

Но человек нашёл способы использовать силу давления для своей пользы. Где используют давление. Мы используем давление в твёрдых телах на службу человека.

Конструкция лопаты такова, что когда мы ею копаем землю, то своим весом создаём большое давление на поверхность очень маленькой площади. Чем острее заточена лопата, тем меньшее усилие нам нужно приложить, чтобы она вошла глубоко в землю.

Опыт с водой. Нальём в стакан воду, закроем листом бумаги и, поддерживая лист рукой, перевернём стакан вверх дном. Если теперь отнимем руку от бумаги, то вода из стакана не выльется. Бумага остаётся приклеенной к краю стакана. Объяснение опыта. Лист бумаги удерживает атмосферное давление, которое снаружи действует на лист с большей силой, чем вес воды в стакане.

Это и различные насосы, и сложные конструкции фонтанов с регулируемой струёй, и различные технические устройства, такие, как прессы, формующие станки и т. д.

Воздух давит на поверхность Земли – и мы говорим об атмосферном давлении. Опускаясь в морские глубины, мы испытываем давление воды.

Атмосферное давление — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере, на единицу площади поверхности по нормали к ней.

Оказывается, в теле человека тоже есть давление. Его называют «Артериальное давление».

Артериальное давление — один из важнейших параметров, характеризующих работу кровеносной системы. Давление крови определяется объёмом крови, перекачиваемым в единицу времени сердцем, и сопротивлением сосудистого русла

Как и раньше упоминалось, давление твёрдых тел вычисляется по формуле, его можно увеличить или уменьшить, изменяя эти величины.

Но конечно гораздо раньше человека это научилась делать природа. В процессе эволюции выживают лишь те виды, которые лучше смогли приспособиться к окружающему миру. В животном и растительном мире встречаются как очень большие, так и очень маленькие значения давлений. Одна из основных задач – выжить, защитить себя от врагов. Острые шипы роз и кактусов, и колючки ежа и дикобраза, очень малая их площадь обеспечивает огромное давление даже при незначительной силе. Попробуйте взять в руки ежа или веточку розы – и вы сами убедитесь в этом.  По такому же принципу устроены острые зубы и клыки хищников, клювы и лапы птиц. Эти приспособления не только врага устрашат, но и пищу добывать помогают. Тонкие жала комаров, ос, пчёл создают огромное давление, прокалывая кожу. Рекордсменом является комар – при укусе он создает давление до 100 млрд кПа!

Мы определили, что такое давление. Научились определять его, выяснили от чего оно и где используют

Автор материала: С. Ким (7 класс)

Открытие Паскаля

Французский математик и физик Блез Паскаль, живший в XVII в., исследовал ряд важных свойств жидкостей и газов.

Портрет Блеза Паскаля

Он провел очень простой опыт: в закрытую бочку, наполненную водой, вставил длинную узкую трубку. Поднявшись на второй этаж, Паскаль через трубку влил в бочку всего лишь стакан воды. В это трудно поверить, но бочка развалилась на части! Почему это произошло? Вода в бочке заняла весь объем, и давление воды увеличилось настолько, что бочка лопнула. На основании этого опыта ученый пришел к выводу, что когда на поверхность жидкости или газа оказывается давление, это давление передается без изменения в любую точку жидкости или газа.

На основе изучения этого явления, открытого ученым, были созданы различные приборы и механизмы, в которых используется закон Паскаля.

Интересные факты

Без применения закона Паскаля создание водопроводов, газо- и нефтепроводов не было бы возможным! Принцип работы этих сложных систем состоит в том, что давление, которое создается насосами для нагнетания воды, газа или нефти, без изменения передается по трубам от насоса до места назначения.

Почему, шагая по глубокому снегу в зимней обуви, мы обязательно проваливаемся, а надев лыжи, можем совершенно спокойно перемещаться, как по ровной поверхности? Почему мы режем хлеб острым ножом, а не ложкой или вилкой? Почему, катаясь на велосипеде по бездорожью, мы можем застрять в песке, а с любой машиной на гусеничном ходу это никогда не случится?

Ответы на эти и другие вопросы ты получишь, ознакомившись с таким понятием, как давление.

Гидравлический пресс

Практически каждый день мы сталкиваемся с необходимостью перемещать какие-либо предметы. И нет никаких проблем, если вес этих предметов 3—5 или даже 10 кг! А вот что делать, если нужно поднять, например, машину на станции техобслуживания? Вот здесь и приходится прибегать к помощи специальных механизмов. Одним из них является гидравлический пресс. Гидравлический пресс позволяет получить большой выигрыш в силе даже в случае приложения незначительных усилий. Устройство представляет собой два сообщающихся цилиндра разного диаметра. Цилиндры заполняются маслом, водой или любой другой жидкостью. Сверху каждый цилиндр плотно закрыт поршнем.

Согласно закону Паскаля, давление распространяется одинаково по всем направлениям. Поэтому когда мы применяем силу, например, нажимаем на поршень малого цилиндра, то такое же давление передается на второй поршень, и машина поднимается.

Системы торможения и открывания дверей

Системы торможения и открывания дверей в поездах также работают благодаря закону Паскаля.

От чего зависит давление?

Давление зависит от двух составляющих: прилагаемой силы и площади поверхности.

Давай рассмотрим следующий пример: один гимнаст удерживает другого обеими руками. При этом руки гимнаста, находящегося сверху, оказывают определенное давление на руки нижнего гимнаста, и давление распределяется равномерно на обе руки. Когда верхний гимнаст отпускает одну руку, площадь соприкосновения обоих гимнастов уменьшается, поэтому давление на руку нижнего гимнаста возрастает вдвое. То есть уменьшение площади способствует увеличению давления. Теперь ты знаешь, что для увеличения силы воздействия на поверхность нужно просто уменьшить площадь соприкосновения предметов.

Например, этот принцип широко применяется в карате для разбивания досок. Теперь понятно, почему удар по доске или кирпичу ребром руки гораздо эффективнее, чем ладонью: именно так резким ударом каратисты разбивают доски на две части. Если ты со всей силы ударишь по доске ладонью, доска останется целой, а на руке появится большой синяк.

Давление внутри жидкости с глубиной увеличивается. Это объясняется тем, что верхний слой жидкости давит на нижний, а тот — на еще более низкие слои

В каких случаях уменьшают давление?

Иногда большая поверхность гораздо предпочтительнее, чем маленькая. Так, ходить по снегу в снегоступах гораздо проще, чем в обычных ботинках. Нога не проваливается в снег, так как наш вес равномерно перераспределяется по площади снегоступа (она гораздо больше, чем площадь подошвы обуви), при этом сила давления становится меньше, и соответственно уменьшается твое давление на поверхность снега.

Такой же принцип касается беговых и водных лыж. Как и снегоходы, лыжи позволяют удержаться на поверхности снега или воды.

Давление и текучие вещества

С точки зрения физики, газы и жидкости относятся к текучим веществам, т.е. веществам, способным изменять форму в зависимости от сосуда, в котором они находятся. По сравнению с твердыми веществами жидкости и газы несколько иначе реагируют на давление. Например, если ты возьмешь в руки мяч, его внешний вид вообще не изменится от твоего прикосновения, однако если ты с силой сожмешь мяч, то он деформируется. Что касается текучих веществ, то они скорее разольются, чем деформируются.

Гидравлический домкрат

Гидравлический домкрат — еще один пример применения закона Паскаля в современной технике. Гидравлические домкраты используются для подъема очень тяжелых грузов в различных машинах: бульдозерах, пожарных подъемниках и прочих устройствах для выполнения различных работ на высоте. Гидравлический домкрат тоже состоит из двух сообщающихся цилиндрических сосудов разного диаметра, двух клапанов и подъемной платформы. Сосуды снабжены поршнями и заполнены маслом. При действии силы в узком сосуде создается избыточное давление, которое передается во все точки без изменения. Именно поэтому в широком цилиндре также создается избыточное давление. Под действием силы платформа домкрата поднимается вместе с расположенным на ней грузом.

Поэтому всех поразил опыт, проведенный в 1654 г. немецким физиком Отто фон Герике в городе Магдебурге. Он выкачал воздух из двух сложенных вместе медных полушарий, и эти полушария так сильно прижало друг к другу, что их не могли разорвать две упряжки лошадей. Прижало полушария друг к другу давление воздуха. Окружающий нас воздух не так легок, как может показаться на первый взгляд. Так, воздух, заполняющий небольшую комнату, весит 40—50 кг. Благодаря своему весу он и оказывает давление на поверхность Земли и на все, что на ней находится, в том числе и на нас с вами.

Первый прибор для измерения атмосферного давления — барометр — придумал итальянский физик Э. Торричелли. Он наполнил ртутью стеклянную трубку длиной около метра, запаянную с одного конца, а затем открытый конец трубки опустил в стакан с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, и верхний ее конец остался пустым, без воздуха. На поверхность ртути в стакане действует атмосферное давление. Оно передается к открытому нижнему концу трубки и не дает оставшейся в ней ртути вылиться. Если на трубку нанести деления через каждый миллиметр, то по высоте столбика ртути в трубке можно определить, какое сейчас атмосферное давление. С тех пор атмосферное давление и измеряют в миллиметрах ртутного столбика.

Давлением обладает не только воздух. Когда вы рисуете, кончик карандаша давит на бумагу. Дом, в котором вы живете, оказывает давление на землю. Давление газов, образующихся при сгорании пороха, выталкивает снаряд из ствола орудия. Давление в недрах Земли заставляет нефть фонтаном бить из нефтяной скважины. Мы слышим звуки, потому что звуковые волны оказывают давление на барабанные перепонки в ушах. В морских глубинах давление воды очень велико, и чем глубже, тем оно больше. Поэтому корпус подводной лодки должен быть очень прочным, иначе при спуске на большую глубину давление воды раздавит лодку. Книга, лежащая на столе, давит на стол. Если положить несколько книг друг на друга, их давление на стол увеличивается. Чем тяжелее предмет, тем больше его давление на опору. Но давление зависит еще и от площади опоры. Лыжники не проваливаются в снег, потому что площадь лыж больше, чем площадь подошв ботинок. Значит, чем больше площадь опоры, тем меньше давление. Ученые-физики научились создавать в специальных камерах громадное давление. В таких камерах рождаются новые материалы с необычными свойствами. Так, мягкий графит можно превратить в материал с самой высокой твердостью — алмаз. Искусственные алмазы широко применяются в промышленности, например для обработки деталей из твердых сплавов.