Давление и единицы давления

Физика · 7 класс. Изучите схему, разберите примеры и проверьте себя.

Почему одной силы недостаточно

Одна и та же сила может по-разному действовать на поверхность. Нажимать на пластилин широкой площадкой и тонким концом предмета — разные способы распределить действие. Для описания используют давление: оно учитывает силу и площадь, по которой эта сила распределена. Давление не является другим названием силы или массы.

Формула давления

Среднее давление p равно отношению нормальной силы давления F к площади S: p = F/S, S > 0. Нормальная означает направленная перпендикулярно поверхности. Силу вдоль поверхности нельзя автоматически подставлять вместо силы давления. Если распределение неравномерно, отношение F/S даёт среднее по выбранной площади, а не значение в каждой точке.

Паскаль

Единица давления в СИ — паскаль, Па. 1 Па = 1 Н/м²: сила 1 Н равномерно распределена по площади 1 м². В формуле для ответа в Па сила должна быть в ньютонах, площадь — в квадратных метрах. Числовое совпадение 1 Н и 1 Па не делает эти величины одинаковыми: у них разные физический смысл и единицы.

Пример

Если сила давления равна 20 Н, а площадь 2 м², среднее давление p = 20/2 = 10 Па. Если при той же силе уменьшить площадь до 1 м², давление станет 20 Па. Площадь в знаменателе показывает: при неизменной силе уменьшение площади увеличивает среднее давление.

Кратные единицы

1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 1 000 000 Па = 1000 кПа. Например, 2500 Па = 2,5 кПа, а 0,2 МПа = 200 кПа. Перед сравнением давлений согласуют единицы. Нельзя сравнивать только числа 2 и 500, если первое обозначает кПа, а второе — Па: 2 кПа = 2000 Па, что больше 500 Па.

Что обязательно уточнять

В задаче определите выбранную поверхность, её площадь и нормальную силу. Если сила и площадь меняются одновременно, нельзя делать вывод только по одному из этих изменений. В последующих примерах слово «сила давления» означает нормальную силу. Когда исходно дана масса, потребуется отдельный шаг определения силы в оговорённых условиях.

Проверьте себя