Как давление зависит от силы. Давление и сила давления. Атмосферное давление на различных высотах

ФИЗИКА. 1. Предмет и структура физики Ф. наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиб. общие свойства и законы движения окружающих нас объектов материального мира. Вследствие этой общности не существует явлений природы, не имеющих физ. свойств … Физическая энциклопедия

ФИЗИКА - наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, св ва и строение материи и законы её движения. Понятия Ф. и её законы лежат в основе всего естествознания. Ф. относится к точным наукам и изучает количеств … Физическая энциклопедия

ФИЗИКА - ФИЗИКА, наука, изучающая совместно с химией общие законы превращения энергии и материи. В основе обеих наук лежат два основных закона естествознания закон сохранения массы (закон Ломоносова, Лавуазье) и закон сохранения энергии (Р. Майер, Джауль… … Большая медицинская энциклопедия

Физика звёзд - Физика звезд одна из отраслей астрофизики, изучающая физическую сторону звезд (масса, плотность, …). Содержание 1 Размеры, массы, плотность, светимость звезд 1.1 Масса звёзд … Википедия

Физика - I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… …

Давление высокое - в широком смысле давление, превышающее атмосферное; в конкретных технических и научных задачах давление, превышающее характерное для каждой задачи значение. Столь же условно встречающееся в литературе подразделение Д. в. на высокие и… … Большая советская энциклопедия

ФИЗИКА - (от древнегреч. physis природа). Древние называли физикой любое исследование окружающего мира и явлений природы. Такое понимание термина физика сохранилось до конца 17 в. Позднее появился ряд специальных дисциплин: химия, исследующая свойства… … Энциклопедия Кольера

ФИЗИКА ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ - исследование влияния, оказываемого на вещество очень высокими давлениями, а также создание методов получения и измерения таких давлений. История развития физики высоких давлений удивительный пример необычайно быстрого прогресса в науке,… … Энциклопедия Кольера

Физика твёрдого тела - Физика твёрдого тела раздел физики конденсированного состояния, задачей которого является описание физических свойств твёрдых тел с точки зрения их атомарного строения. Интенсивно развивалась в XX веке после открытия квантовой механики.… … Википедия

Физика низких температур - Содержание 1 Методы получения 1.1 Испарение жидкостей … Википедия

Книги

• Физика. 7 класс. Рабочая тетрадь к учебнику А. В. Перышкина. Вертикаль. ФГОС , Ханнанова Татьяна Андреевна , Ханнанов Наиль Кутдусович , Пособие является составной частью УМК А. В. Перышкина "Физика. 7-9 классы", который переработан в соответствии с требованиями нового Федерального государственного образовательного стандарта.… Категория: Физика. Астрономия (7-9 классы) Серия: Физика Издатель: Дрофа , Купить за 228 руб
• Физика 7 класс Рабочая тетрадь к учебнику А В Перышкина , Ханнанова Т. , Ханнанов Н. , Пособие является составной частью УМК А. В. Перышкина «Физика. 7-9 классы», который переработан в соответствии с требованиями нового Федерального государственногообразовательного стандарта. В… Категория:

Цели:

• Образовательные: сформировать общие представления о давлении, силе давления, формирование практических навыков вычисления давления;
• Развивающие: развитие экспериментальных умений, навыков, логического мышления, обоснование своих высказываний, развитие навыков работы в паре, обосновывать необходимость увеличения или уменьшения давления;
• Воспитательные: формирование навыков самостоятельной работы, воспитание стремления к учению, умения напряженно трудиться, воспитание чувства коллективизма при работе в парах.

Тип рассматриваемого урока: изучение нового материала.

Форма урока: комбинированный урок.

Место урока в учебном плане. Тема “давление и сила давления” рассматриваются в разделе “Давление твердых тел, жидкостей и газов”. Эта тема в разделе первая и является наиболее интересной для учащихся (т.к. большая связь изучаемого материала с жизнью, техникой), поэтому на изучение этой темы необходимо 2 часа. Основное содержание изучаемого материала задают учебная программа и обязательный минимум содержания образования по физике.

Методы: словесные, наглядные, практические.

Оборудование:

• стенд-выставка режущих и колющих инструментов;
• презентация в Power Point, лабораторные динамометры, бруски, линейки, кнопки.

План урока:

Эпиграф к уроку : “Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями мысли, а не памяти” (А.Н. Толстой).

Ход урока

1. Этап организации урока.

2. Этап подготовки к активному и сознательному усвоению материала.

Учитель обращает внимание учащихся на иллюстрацию к произведению Мамина-Сибиряка “Серая шейка” (см. Слайд №1 презентации) и зачитывает отрывок из этого произведения: “…Лиса действительно пришла через несколько дней, села на берегу и опять заговорила:

Cоскучилась я по тебе, уточка…Выходи сюда; а не хочешь, так я сама к тебе приду. Я не спесива…

И Лиса принялась ползти осторожно по льду к самой полынье. У Серой Шейки замерло сердце…”.

Вопрос. Почему лиса осторожно ползла по льду? (Выслушиваем ответы)

Учитель. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо познакомиться с темой “Давление и сила давления”. Слово “давление” вам хорошо известно. Вы понимаете смысл следующих предложений:

1. Давление резко падает, возможны осадки.
2. Защитники команды “Динамо” не выдержали давления нападающих “Спартака”.
3. У больного внезапно повысилось давление.
4. “Наутилус” скользнул в бездонные глубины, несмотря на огромное давление внешней среды.
5. – Это была женщина, – сказал комиссар Мегре, – только тонкий каблук женских туфель мог произвести такое большое давление.

Во всех этих предложениях слово “давление” использовано в разных ситуациях и имело разное значение. Мы рассмотрим давление с точки зрения физики. Для этого пригласим помощника на урок.

Дети мёда захотели – сгиньте, вьюги и метели,

Чтобы добрая пчела в гости на урок зашла.

Сегодня главным героем нашего урока будет пчела.

Учитель. Рассмотрим пример (кнопка на лепестке): по свежевыпавшему снегу с горы скатывается мальчик, неожиданно падает, и лыжи скатываются вниз. Поднявшись на ноги, мальчик спускается за лыжами, при этом его ноги глубоко вязнут в снегу.

Вопрос: почему мальчик на лыжах не проваливается в снег, а без лыж проваливается? Учащиеся делают вывод, что в обоих случаях мальчик действует на снег с одной и той же силой, но результат действия силы разный, следовательно, (учитель подводит к мысли) результат действия зависит еще от какой-то величины.

Учитель: Что изменилось после падения мальчика? Учащиеся делают вывод, что изменилась площадь опоры мальчика на снег. Когда мальчик стоит на лыжах, то площадь опоры больше, чем без лыж.

Учитель: Результат действия силы зависит от:

1 – значения силы давления;

2 – площади поверхности, перпендикулярно которой действует сила давления.

(Учащиеся работают с ОК.)

Учитель: величина, которая показывает, какая сила давления действует на каждую единицу площади поверхности, называется давлением.

P – давление

F д – сила давления

S – площадь опоры .

– чтобы давление нам получить, нужно силу давления на площадь делить!

Проведем качественный анализ данной формулы.

Вопрос 1. Сила давления не изменяется, а площадь опоры увеличивается. Как изменится давление? Почему? (Давление уменьшится, т. к. давление обратно пропорционально площади).

Вопрос 2. Площадь опоры не меняется, а сила давления увеличивается. Как изменится давление? Почему? (Давление увеличится, т.к. давление прямо пропорционально силе давления ).

Учащиеся делают вывод, что при одной и той же силе давление больше в том случае, когда площадь опоры меньше, и, наоборот, чем больше площадь опоры, тем давление меньше.

Учитель:

Проникнуть в тело цель твоя – сведи опору до нуля.
Идя гулять зимою в лес, ты увеличь опору S.

(Для усвоения смысла формулы давления твердого тела).

Для создания наглядных образов учитель знакомит учащихся с различным давлением, встречающимся в технике, природе и быту (таблица 6 стр.84 учебник Физика – 7 кл.)

Учащиеся работают с ОК (работа с треугольником).

Вопрос 1. Как можно найти силу давления, зная давление и площадь поверхности, к которой приложена сила? (F д =p*S)

Вопрос 2. Как найти площадь поверхности, к которой приложена сила, зная силу давления? (S=F д/ p)

Учитель. Выведем единицу измерения давления. (Пчела на слайде перелетает на второй лепесток по щелчку мыши).

1 Па – это такое давление, которое производит сила давления в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 перпендикулярно этой поверхности.

1 гПа – 100 Па

1 кПа – 1000 Па

1 МПа – 1000 000 Па

Вопрос. Что означает запись: р=15 000Па, р=5000Па? (15 000 ПА – это такое давление, которое производит сила давления в 15 000 Н, действующая на поверхность площадью 1м 2 перпендикулярно этой поверхности.)

Учитель.

Моря и пустыни, Земля и Луна
Свет Солнца и снега лавины…
Природа сложна, но Природа одна.
Законы природы – едины!

Совершим путешествие в биологию (пчела на слайде перелетает на третий лепесток по щелчку мыши).

В Амазонке есть пиранья –
С виду рыбка так себе.
Если сунешь палец в воду,
Перекусит вмиг его.

Вопрос: почему пиранья может перекусить палец человека?

Вот верблюд, а на верблюде
Возят кладь и ездят люди.
Он живет среди пустынь,
Ест невкусные кусты,
Он в работе круглый год…
Почему же на верблюде возят кладь и ездят люди?

(Площадь поверхности конечностей верблюда велика, а давление, оказываемое на песок, невелико, поэтому верблюд не проваливается в песок.)

Ёж сердитый, серый ёж,
Ты куда, скажи, идёшь?
Ты колючий весь такой, что не взять тебя рукой!
Почему же ёж колючий?

(Площадь поверхности иголок мала, а давление велико.)

Пчелка – труженик известный,
Дарит людям мёд и воск,
А врагам покажет жало,
Будут помнить целый год!

Почему жало пчелы оказывает на кожу человека очень большое давление? (Жало пчелы имеет малую площадь поверхности, а давление, оказываемое на кожу человека, велико.)

Как-то раз спросили розу:
Отчего, чаруя око,
Ты колючими шипами
Нас царапаешь жестоко?

(Площадь поверхности шипов розы мала, а давление велико.)

Вернемся к героям “Серой Шейки”. Почему лиса осторожно ползла по льду? (Лиса выбрала такой способ передвижения, чтобы увеличить площадь поверхности, а давление, производимое на лед, уменьшить.)

Учитель: Хитрая лиса знала формулу давления! Мы убедились в справедливости этой формулы в природе – иглы, клюквы, когти, зубы, клыки, жала. Но. “Душа науки – это практическое применение её открытий” (У.Томсон).

Совершим экскурсию в мир техники. (Пчела перелетает на четвертый лепесток по щелчку мыши.)

Мы знаем, что, чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое данной силой, и, наоборот, с уменьшением площади опоры (при неизменной силе) давление возрастает. Поэтому, в зависимости от того, хотят ли получить малое или большое давление, площадь опоры увеличивают или уменьшают. (Учащиеся работают с ОК – способы изменения давления). Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире, чем легковых. Особенно широкими шины делают у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях. Тяжелые машины, такие как трактор, танк или болотоход, могут проезжать по болотистой местности, по которой не всегда пройдет человек. Почему? (Тяжелые машины, имея большую опорную площадь, оказывают небольшое давление.)

Учитель обращает внимание учащихся на выставку режущих и колющих предметов и инструментов.

Вопрос: Почему режущие и колющие инструменты оказывают на тело очень большое давление? (Площадь поверхности режущих и колющих инструментов мала, а давление велико.)

Учитель. Мы убедились в справедливости формулы давления в природе и технике.(Пчела перелетает на пятый лепесток по щелчку мыши.)

Игра “Знакомые буквы”.

На доске записаны буквы – обозначения физических величин: p, m, F, l, V. Ваша задача: послушав пословицы, поставить им в соответствие одну их этих величин.

Пословицы:

1. Шила в мешке не утаишь.
2. Ежа голыми руками не возьмёшь.
3. Палец в рот не клади.

(Давление)

Учитель. “Знания, не рожденные опытом, матерью всякой достоверности, бесплодны и полны ошибок”. (Пчела по щелчку мыши перелетает на 6 лепесток.)

Экспериментальные задания.

1. Задача. Вдавливая кнопку в доску, мы действуем на нее силой 50Н, площадь острия кнопки 0,000 001м 2 . Определите давление, производимое кнопкой.

Дано:
F д =50Н	[p]=Па.
S=0,000 001м 2
р=?	(Па)

Ответ: 50 МПа.

2. Вычислить давление твердого тела на опору.(Работа в парах.)

Оборудование: динамометр, линейка измерительная, деревянный брусок.

Порядок выполнения работы.

• Измерьте силу давления бруска на стол (вес бруска).
• Измерьте длину, ширину и высоту бруска.
• Используя все полученные данные, вычислите площади наибольшей и наименьшей граней бруска.
• Рассчитайте давление, которое производит брусок на стол наименьшей и наибольшей гранями.
• Результаты запишите в тетрадь.
• На основе полученных результатов сформируйте вывод.

Учащиеся записывают результаты опытов на доске и делают вывод о зависимости давления от площади поверхности опоры.

Учитель.

Чтоб пчеле продолжить путь
Надо знанья почерпнуть.
Мы листочки открываем
И работу выполняем.

(Пчела перелетает на 7 лепесток по щелчку мыши.) “Тестовые задания”.

Итог урока

1. С какой физической величиной вы познакомились сегодня на уроке?
2. Какую силу называют силой давления?
3. Что такое давление?
4. Единицы давления?
5. Единицы давления в СИ?

Оценки за урок: Учитываются результаты теста, жетоны.

Выводится итоговая оценка за урок. Учитель обращает внимание учеников на эпиграф к уроку.

Домашнее задание: §32б33; стр.85 (экспериментальное задание).

Дополнительное задание. “Почему заостренные предметы колючи. Наподобие Левиафана”, Занимательная физика. Я.И.Перельман.

Список использованной литературы.

1. Физика – 7 кл. С.В.Громов, Н.А.Родина. Москва. “Просвещение”,2000 г.
2. Урок физики в современной школе. Творческий поиск учителей. Составитель Э.М.Браверман под редакцией В.Г.Разумовского. Москва, “Просвещение”, 1993 г.
3. Проверка знаний учащихся по физике (6-7кл.)А.В. Постников, Москва, “Просвещение”, 1986г.
4. Газета “Физика” № 45, 2004г.
5. Журнал “Физика в школе” № 8, 2002г.
6. Хрестоматия по литературе. 1-4кл. Ростов-на-Дону. АО”Книга”, 1997г.

Давление - физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Для обозначения давления обычно используется символ p - от лат.pressūra (давление).

Давление на поверхность может иметь неравномерное распределение, поэтому различают давление на локальный фрагмент поверхности и среднее давление на всю поверхность.

Давление на локальной площади поверхности определяется как отношение нормальной составляющей силы dF n , действующей на этот фрагмент поверхности, к площади этого фрагмента dS :

Среднее давление по всей поверхности есть отношение нормальной составляющей силы F n , действующей на данную поверхность, к её площади S :

Измерение давления газов и жидкостей выполняется с помощью манометров, дифманометров, вакуумметров, датчиков давления, атмосферного давления - барометрами.

Единицы измерения давления имеют давнюю историю и с учетом разных сред (жидкость, газ, твердое тело) достаточно разнообразны. Приведем основные.

Паскаль

В Международной системе единиц (СИ ) измеряется в паскалях (русское обозначение: Па ; международное: Pa ). Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.

1 Па = 1 Н/м 2

Один паскаль - небольшое давление. Примерно такое давление создает лежащий на столе листок из школьной тетради. Поэтому очень часто используют кратные единицы давления:

Тогда получаем следующее соответствие: 1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см².
Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть градуированы в величинах Н/м 2 или Н/мм 2 .

Соотношения величин к 1 Па:

Ди́на

Ди́на (русское обозначение: дин, международное обозначение: dyn) - единица силы в системе единиц СГС. Одна дина численно равна силе, которая сообщает телу массой в 1 грамм ускорение в один сантиметр в секунду за секунду.

1 дин = 1 г·см/с 2 = 10 -5 H = 1,0197·10 -6 кгс

СГС (сантиметр-грамм-секунда) - система единиц измерения, которая широко использовалась до принятия Международной системы единиц (СИ). Другое название - абсолютная физическая система единиц .

Бар (bar, бар)

Бар (русское обозначение: бар ; международное: bar ;) - внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере, используется для жидкостей и газов, находящихся под давлением.

Почему бар, а не паскаль? Для технических измерений, где присутствует высокое давление, паскаль - слишком мелкая единица. Поэтому ввели единицу более крупную - 1 бар. Приблизительно это давление земной атмосферы.

Бар - внесистемная единица измерения давления.

Килограмм-сила

Килограмм-сила равен силе, которая сообщает покоящейся массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение, равное нормальному ускорению свободного падения (9,80665 м/с 2).

1 кгс = 1 кг * 9,80665 м/с 2 = 9,80665 Н

Килограмм-сила примерно равна силе, с которой тело массой 1 килограмм давит на весы на поверхности Земли, поэтому удобна тем, что её величина равна весу тела массой в 1 кг, поэтому человеку легко представить, например, что такое сила 5 кгс.

Килограмм-сила (русское обозначение: кгс или кГ ; международное: kgf или kg F ) - единица силы в системе единиц МКГСС (М етр - К илоГ рамм-С ила - С екунда).

Техническая атмосфера (at, ат), кгс/см 2

Техническая атмосфера (русское обозначение: ат; международное: at) - равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней плоской поверхности площадью 1 см 2 . Таким образом,

1 ат = 98 066,5 Па

Физическая атмосфера (atm, атм)

Нормальная, стандартная или физическая атмосфера (русское обозначение: атм; международное: atm) - внесистемная единица, равна давлению столба ртути высотой 760 мм на его горизонтальное основание при плотности ртути 13 595,04 кг/м 3 , при температуре 0°C и при нормальном ускорении свободного падения 9,80665 м/с 2 .

1 атм = 760 мм.рт.ст.

В соответствии с определением:

Миллиметр ртутного столба

Миллиметр ртутного столба (русское обозначение: мм рт.ст.; международное: mm Hg) - внесистемная единица измерения давления, иногда называется "торр" (русское обозначение - торр, международное - Torr) в честь Эванджелисты Торричелли.

1 мм рт.ст. ≈ 133,3223684 Па

Происхождение этой единицы связано со способом измерения атмосферного давления при помощи барометра, в котором давление уравновешивается столбиком жидкости. В качестве жидкости часто используется ртуть, поскольку у неё очень высокая плотность (≈13 600 кг/м 3) и низкое давление насыщенного пара при комнатной температуре.

Миллиметры ртутного столба используются, например, в вакуумной технике, в метеорологических сводках и при измерении кровяного давления.

В США и Канаде также используется единица измерения "дюйм ртутного столба" (обозначение - inHg). 1 inHg = 3,386389 кПа при 0 °C.

Миллиметр водяного столба

Миллиметр водяного столба (русское обозначение: мм вод.ст., мм H 2 O; международное: mm H 2 O) - внесистемная единица измерения давления. Равен гидростатическому давлению столба воды высотой 1 мм, оказываемому на плоское основание при температуре воды 4 °С.

В Российской Федерации допущен к использованию в качестве внесистемной единицы измерения давления без ограничения срока с областью использования "все области".

В настоящий момент времени, давлением принято называть такую физическую величину, которая равняется отношению силы, действующей перпендикулярно некоторой поверхности, непосредственно к площади этой поверхности. Ну а вот под силой давление, имеют ввиду силу, что перпендикулярно действует по отношению к некоторой, определенной поверхности. Может показаться, что на этом заканчиваются основные отличия двух этих понятий. На самом деле, это совершенно не так и в том случае, если вам интересны более подробные нюансы, касательно отличий обоих этих понятий, вам потребовалось бы потратить немного больше времени на то, чтобы понять в каких случаях ими чаще всего пользуются.

Основные отличительные особенности давления и силы давления

В первую очередь, отметить следовало бы то, что давление — это скалярная величина , у которой не может быть какого-либо направления. Принято считать, что давление нужно для того, чтобы охарактеризовать состояние так называемой «сплошной среды». По этой причине, такое понятие и выступает в качестве диагонального компонента тензора напряжения. Последний, представляет собой тензор, относящийся ко второму рангу. Состоит он из таких девяти величин, которые предусмотрены здесь для того, чтобы в произвольной точке нагруженного тела, представлять механическое напряжение.


Как известно, давление является интенсивной физической величиной, для обозначение которой, пользуются символом p, который походит от латинского слова pressura , дословный перевод которого и обозначает давление. Нельзя не отметить также и того, что в настоящий момент времени, такое слово, как «давление», может быть применено по отношению к самым разным областям человеческой деятельности. Так, к примеру, сейчас принято различать такие понятия, как артериальное давление, атмосферное давление, давление света, а также диффузионное давление.

Роль силы давления, может отыгрывать любая сила. В качестве таковой, может быть использован вес тела, которому без каких-либо проблем удалось бы деформировать опору или такая сила, под воздействием которой, определенное тело прижимается к поверхности. Также, как и любая другая сила, это понятие, принято измерять в ньютонах, что говорит об еще одном, не менее важном отличие рассматриваемых нами сегодня понятий, ведь обыкновенное давление, измеряется в паскалях.

Отметить следовало бы также и то, что роль силы давления помимо одного только веса, может выполнить и любая другая сила упругости. Кстати говоря, что касается непосредственно самого давления. Изменить его тем или иным образом вам удастся только в том случае, если вы поменяете силу давления, ну или по крайней мере, измените поверхность на которую эта сила воздействует.

Выводы

Ввиду всего вышеперечисленного, чтобы составить некую картину происходящего и предоставить вам возможность все таки дать ответ на вопрос: чем давление отличается от силы давления, спешим представить вашему вниманию несколько, наиболее важных моментов. Не забывайте, что давление — это физическая величина, которая равняется отношению той силы давления, которая прикладывается к данной поверхности, к площади этой же поверхности. В то самое время, силой давления, называют ту силу, которая перпендикулярно прикладывается к поверхности.

С учетом этого, мы и можем говорить, что давление отнесено к единице площади , ну а вот сила, относится уже ко всей площади дна, которую в современной физике, обозначают букой Н. Даже если не учитывать того, что в случае обоих этих понятий, принято пользоваться совершенно разными единицами измерений, можно говорить что эти явления — совершенно разные. По сути дела, давление — это обыкновенная характеристика, которая может быть сравнима с освещенностью, в то время, как сила давления — это то непосредственное воздействие, которое было таким явлением вызвано.

Представьте себе заполненный воздухом герметичный цилиндр, с установленным сверху поршнем. Если начать давить на поршень, то объем воздуха в цилиндре начнет уменьшаться, молекулы воздуха станут сталкиваться друг с другом и с поршнем все интенсивнее, и давление сжатого воздуха на поршень возрастет.

Если поршень теперь резко отпустить, то сжатый воздух резко вытолкнет его вверх. Это произойдет потому, что при неизменной площади поршня увеличится сила, действующая на поршень со стороны сжатого воздуха. Площадь поршня осталась неизменной, а сила со стороны молекул газа увеличилась, соответственно увеличилось и давление.

Или другой пример. Стоит человек на земле, стоит обеими стопами. В таком положении человеку комфортно, он не испытывает неудобств. Но что случится, если этот человек решит постоять на одной ноге? Он согнет одну из ног в колене, и теперь будет опираться на землю только одной стопой. В таком положении человек ощутит определенный дискомфорт, ведь давление на стопу увеличилось, причем примерно в 2 раза. Почему? Потому что площадь, через которую теперь сила тяжести придавливает человека к земле, уменьшилась в 2 раза. Вот пример того, что такое давление, и как легко его можно обнаружить в обычной жизни.

С точки зрения физики, давлением называют физическую величину, численно равную силе, действующей перпендикулярно поверхности на единицу площади данной поверхности. Поэтому, чтобы определить давление в некоторой точке поверхности, нормальную составляющую силы, приложенной к поверхности, делят на площадь малого элемента поверхности, на который данная сила действует. А для того чтобы определить среднее давление по всей площади, нормальную составляющую действующей на поверхность силы нужно разделить на полную площадь данной поверхности.

Измеряется давление в паскалях (Па). Эта единица измерения давления получила свое название в честь французского математика, физика и литератора Блеза Паскаля, автора основного закона гидростатики - Закона Паскаля, гласящего, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Впервые единица давления «паскаль» была введена в обращение во Франции в 1961 году, согласно декрету о единицах, спустя три столетия после смерти ученого.

Один паскаль равен давлению, которое вызывает сила в один ньютон, равномерно распределенная, и направленная перпендикулярно к поверхности площадью в один квадратный метр.

В паскалях измеряют не только механическое давление (механическое напряжение), но и модуль упругости, модуль Юнга, объемный модуль упругости, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву, сопротивление срезу, звуковое давление и осмотическое давление. Традиционно именно в паскалях выражаются важнейшие механические характеристики материалов в сопромате.

Атмосфера техническая (ат), физическая (атм), килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2)

Кроме паскаля для измерения давления применяют и другие (внесистемные) единицы. Одной из таких единиц является «атмосфера» (ат). Давление в одну атмосферу приблизительно равно атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. На сегодняшний день под «атмосферой» понимают техническую атмосферу (ат).

Техническая атмосфера (ат) - это давление, производимое одной килограмм-силой (кгс), распределенной равномерно по площади в один квадратный сантиметр. А одна килограмм-сила, в свою очередь, равна силе тяжести, действующей на тело массой в один килограмм в условиях ускорения свободного падения, равного 9,80665 м/с2. Одна килограмм-сила равна таким образом 9,80665 ньютон, а 1 атмосфера оказывается равной точно 98066,5 Па. 1 ат = 98066,5 Па.

В атмосферах измеряют, например, давление в автомобильных шинах, например рекомендованное давление в шинах пассажирского автобуса ГАЗ-2217 равно 3 атмосферам.

Есть еще «физическая атмосфера» (атм), определяемая как давление ртутного столба, высотой 760 мм на его основание при том, что плотность ртути равна 13595,04 кг/м3, при температуре 0°C и в условиях ускорения свободного падения равного 9,80665 м/с2. Так выходит, что 1 атм = 1,033233 ат = 101 325 Па.

Что касается килограмм-силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), то эта внесистемная единица давления с хорошей точностью равна нормальному атмосферному давлению, что бывает иногда удобно для оценок различных воздействий.

Внесистемная единица «бар» равна приблизительно одной атмосфере, но является более точной - ровно 100000 Па. В системе СГС 1 бар равен 1000000 дин/см2. Раньше название «бар» носила единица, называемая сейчас «бария», и равная 0,1 Па или в системе СГС 1 бария = 1 дин/см2. Слово «бар», «бария» и «барометр» происходят от одного и того же греческого слова «тяжесть».

Часто для измерения атмосферного давления в метеорологии используют единицу мбар (миллибар), равную 0,001 бар. А для измерения давления на планетах где атмосфера очень разряженная - мкбар (микробар), равный 0,000001 бар. На технических манометрах чаще всего шкала имеет градуировку именно в барах.

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.)

Внесистемная единица измерения «миллиметр ртутного столба» равна 101325/760 = 133,3223684 Па. Обозначается «мм рт.ст.», но иногда ее обозначают «торр» - в честь итальянского физика, ученика Галилея, Эванджелисты Торричелли, автора концепции атмосферного давления.

Образовалась единица в связи с удобным способом измерения атмосферного давления барометром, у которого ртутный столб пребывает в равновесии под действием атмосферного давления. Ртуть обладает высокой плотностью около 13600 кг/м3 и отличается низким давлением насыщенного пара в условиях комнатной температуры, поэтому для барометров в свое время и была выбрана именно ртуть.

На уровне моря атмосферное давление равно приблизительно 760 мм рт.ст., именно это значение и принято считать теперь нормальным атмосферным давлением, равным 101325 Па или одной физической атмосфере, 1 атм. То есть 1 миллиметр ртутного столба равен 101325/760 паскаль.

В миллиметрах ртутного столба измеряют давление в медицине, в метеорологии, в авиационной навигации. В медицине кровное давление измеряют в мм рт.ст, в вакуумной технике градуируются в мм рт.ст, наряду с барами. Иногда даже просто пишут 25 мкм, подразумевая микроны ртутного столба, если речь идет о вакуумировании, а измерения давления осуществляют вакуумметрами.

В некоторых случаях используют миллиметры водяного столба, и тогда 13,59 мм вод.ст = 1мм рт.ст. Иногда это более целесообразно и удобно. Миллиметр водяного столба, как и миллиметр ртутного столба - внесистемная единица, равная в свою очередь гидростатическому давлению 1 мм столба воды, которое этот столб оказывает на плоское основание при температуре воды столба 4°С.