Калькулятор рассчитывает давление оказываемое телом заданной массы на поверхность заданной площади в гравитационном поле.
Приведем определение давления из Википедии.
Давление — физическая величина, равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади:
Среднее давление по всей поверхности есть отношение силы к площади поверхности:
Для тела, находящегося в гравитационном поле, сила, действующая на площадь, известна — это его вес, или
, где g — ускорение свободного падения, метр, на секунду в квадрате.
Таким образом, итоговая формула давления тела на поверхность:
По умолчанию значение g в калькуляторе равно 9.80665, что примерно соответствует гравитационному полю Земли. Значение площади примерно соответствует площади подошв взрослого человека.
Ответ выдается в метрических единицах, паскалях, ну и для удобства в некоторых других единицах измерения давления, используемых в калькуляторе Конвертер единиц давления
Давление на поверхность
Ускорение св. падения, м/с2
Ускорение свободного падения, м/с2
Точность вычисления
Знаков после запятой: 2
Файл очень большой, при загрузке и создании может наблюдаться торможение браузера.
Давление
Известно, что человеку удобнее ходить по глубокому снегу на лыжах, так как при этом он меньше проваливается под снег. А разрезать предметы удобнее остро отточенным ножом. Причина этого – давление. В первом случае мы стремимся уменьшить давление на снег, а во втором случае, мы стараемся максимально увеличить давление.
Формула давления твердого тела
Рассмотрим твердое тело, например, кирпич. Пусть он лежит на горизонтальной поверхности и давит на нее своим весом (рис. 1).
Рис. 1. Твердое тело опирается на поверхность площадью S и давит на нее своим весом mg
На рисунке символом S обозначена нижнее основание тела – это площадь, на которую тело опирается (давит). Сила, с которой тело давит на поверхность – это сила тяжести mg.
Давление, которое твердое тело оказывает на поверхность, можно рассчитать так:
[ large boxed{ P = frac{F_{perp}}{S} }]
Примечание: Эта формула подходит для расчета давления твердых тел. Существует еще одна формула, с помощью которой рассчитывают давление жидкостей.
( P left( text{Па}right) ) – давление;
( F_{perp} left(H right) ) – сила, которая давит (сила давления). Эта сила располагается под прямым углом к поверхности;
( S left( text{м}^{2}right) ) – площадь, на которую давит сила.
Иногда в условии задачи указывают площадь в квадратных сантиметрах, или других единицах, отличающихся от основных единиц, принятых в СИ. Чтобы правильно рассчитать давление, нужно уметь переводить площадь в квадратные метры.
В системе СИ давление измеряется в Паскалях.
[ large 1 text{Па} = frac{1 H}{1 text{м}^{2}} ]
Поэтому, перед решением задач, нужно давление переводить в Паскали, если в условии встретятся другие единицы измерения давления.
В некоторых школьных задачах просят найти не давление, а силу давления. Нужно уметь их различать.
Сила давления, как и любая сила, измеряется в Ньютонах. Именно она давит на поверхность.
А давление — это дробь, в числителе расположена сила, которая давит, а в знаменателе — площадь поверхности, на которую давят. Давление измеряют в Паскалях.
Примечание: Давление – это сила, деленная на площадь. Сила должна располагаться перпендикулярно поверхности (рис. 2а).
Когда сила не перпендикулярна поверхности
Силу раскладываем на проекции, если она направлена к поверхности не под прямым углом (рис. 2б). Выберем часть силы, расположенную перпендикулярно поверхности. Именно эту часть силы и нужно подставлять в формулу для расчета давления.
Рис. 2. Если сила, которая давит на поверхность, направлена не под прямым углом к поверхности, раскладываем силу на проекции и выбираем часть, которая располагается к поверхности перпендикулярно
Оценка статьи:
Загрузка…
Главная 
Учёба 
Давление на поверхность
Давление на поверхность
Калькулятор рассчитывает давление оказываемое телом заданной массы на поверхность заданной площади в гравитационном поле.
Формула расчёта давления на поверхность: m*g/S где (m) — масса, (g) — ускорение свободного падения (для земли равно 9.80665), (S) — площадь.
Умножаем массу на ускорение свободного падения и оделим на площадь.
С помощью конвертера давления, расчёт будет не только в паскалях, но и барах, технической и физической атмосферах,
миллиметрах рутного столба.
Расчет давления на поверхность, онлайн
Понравилась страница? Поделитесь ссылкой в социальных сетях. Поддержите проект!
Нет комментариев.
{p = dfrac{F}{S}}
Давление – физическая величина, равная отношении силы, приложенной перпендикулярно поверхности на площадь этой поверхности. Единица измерения давления – Паскаль (обозначается Па).
На странице приведены два варианта нахождения давления:
- если известно давление и площадь опоры
- если известна масса тела и площадь опоры
Содержание:
- калькулятор давления твердых тел
- формула давления твердых тел через силу и площадь опоры
- формула давления твердых тел через массу и площадь опоры
- примеры задач
Очевидно, что давление будет тем больше, чем больше сила и чем меньше площадь, на которую эта сила действует. Другими словами, человек, стоящий на одной ноге будет оказывать на землю бОльшее давление, чем когда он стоит на двух ногах (так как сила одна и та же, а площадь в первом случае меньше). Человек на лыжах будет оказывать на землю меньшее давление, чем человек без лыж.
Формула давления твердых тел через силу и площадь опоры
{p = dfrac{F}{S}}
p – давление
F – сила
S – площадь опоры
Если учесть, что на тело действует только сила тяжести, то формулу {p=dfrac{F}{S}} можно преобразовать, заменив силу на вес тела ({F=mcdot g}. Тогда мы получим зависимость давления от массы: {p=dfrac{m cdot g}{S}}.
Формула давления твердых тел через массу и площадь опоры
{p = dfrac{m cdot g}{S}}
p – давление
m – масса тела
g – ускорение свободного падения (9,80665 м/с²)
S – площадь опоры
Примеры задач на нахождение давления твердых тел
Задача 1
Гусеничный трактор ДТ-75М массой 6610 кг имеет опорную площадь обеих гусениц 1,4 м². Определите давление этого трактора на почву.
Решение
Так как в условии указана масса трактора, воспользуемся формулой давления через массу и площадь опоры. Подставим в нее значения массы и площади и произведем вычисления. Значение ускорения свободного падения примем равным 9.8 м/с².
p = dfrac{m cdot g}{S} = dfrac{6610 cdot 9.8}{1.4} = dfrac{6610 cdot 9.8}{1.4} = dfrac{64778}{1.4} = dfrac{64778}{1.4} = 46270 Па = 46.27 кПа
Ответ: 46.27 кПа
Получившийся результат просто проверить с помощью калькулятора .
Задача 2
Найдите давление которое оказывает тело массой 20 кг на пол, если площадь опоры 200 см².
Решение
Задача похожа на ту, которую мы решили выше. И процесс ее решения будет аналогичный. Значение g также будем считать равным 9.8 м/с². Площадь опоры дана в квадратных сантиметрах, ее необходимо преобразовать в квадратные метры: 200 см² = 0.02 м².
p = dfrac{m cdot g}{S} = dfrac{20 cdot 9.8}{0.02} = 1000 cdot 9.8 = 9800 Па = 9.8 кПа
Ответ: 9.8 кПа
Проверим ответ на калькуляторе .
Задача 3
Найдите давление которое оказывает тело массой 350 кг, если его длина 15 см а ширина 25 см.
Решение
Еще одна похожая задача, для решения которой мы будем использовать вторую формулу. Как видим, нам прямо не указана площадь опоры, но даны ее размеры. Из них понятно, что точка опоры имеет прямоугольную форму, а найти площадь прямоугольника не составит труда – достаточно умножить длину на ширину:
S = a cdot b = 15 cdot 25 = 375 см^2
Теперь необходимо перевести квадратные сантиметры в квадратные метры, разделив 375 см² на 10000:
375 см^2 = dfrac{375 см^2}{10000} = 0.0375 м^2
Осталось произвести расчет по формуле:
p = dfrac{m cdot g}{S} = dfrac{350 cdot 9.8}{0.0375} = 91 560 Па = 91.56 кПа
Ответ: 91.56 кПа
Проверка .
Давление твердого тела — отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.
Давление — скалярная величина. Обозначается буквой P. Единица измерения — Паскаль (Па), или Ньютон, деленный на метр квадратный (Н/м2).
Численно давление твердого тела определяется формулой:
P=F⊥S
F⊥ — перпендикулярная составляющая силы, которая действует на поверхность площадью S.
В твердых телах давление передается в том направлении, в котором действует на поверхность сила F.
Как уменьшить или увеличить давление?
Давление твердого тела на поверхность можно уменьшить двумя способами:
- Путем уменьшения силы. Пример: узкие ножки уличного столика вдавливаются в песок, если поставить на него тяжелый груз. Но если поставить столик с такими же ножками на песок без груза, ножки не вдавливаются.
- Путем увеличения площади поверхности. Пример: человек проваливается в снегу, но надев лыжи, он остается на поверхности. Сила, действующая на снежную гладь, осталась прежней (сила тяжести человека). Но площадь соприкосновения с поверхностью при этом увеличилась (площадь лыж больше площади обуви).
Давление также можно увеличить. Для этого нужно увеличить прикладываемую к поверхности силу или уменьшить площадь этой поверхности.
Пример №1. Книга лежит на столе. Масса книги равна 0,6 кг. Площадь ее соприкосновения со столом равна 0,08 м2. Определите давление книги на стол.
На стол будет давить сила, равная весу книги. Так как она покоится, ее вес будет равен силе тяжести. Следовательно:
P=FS=mgS=0,6·100,08=75 (Па)
Задание EF18738
Человек массой 80 кг с сумкой весом 100 Н стоит неподвижно на полу. Сила давления подошв его ботинок на пол равномерно распределена по площади 600 см2. Какое давление человек оказывает на пол?
Алгоритм решения
1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ.
2.Выполнить решение в общем виде.
3.Вычислить искомую величину, подставив исходные данные.
Решение
Запишем исходные данные:
• Масса человека: m = 80 кг.
• Вес сумки, которую держит человек: Pc = 100 Н.
• Площадь соприкосновения подошвы ботинок с полом: S = 600 кв. см.
600 кв. см = 600/10000 кв. м = 0,06 кв. м
Давление — это отношение силы к площади, на которую она действует. В данном случае на площадь действует сила, равная сумме силы тяжести человека и веса сумки:
F = mg + Pc
Поэтому давление, оказываемое человеком с сумкой на пол, равно:
P=mg+PCS=80·10+1000,06=15000 (Па)
Ответ: 15000
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор
Задание EF19052
Кирпич массой 4 кг лежит на горизонтальной кладке стены, покрытой раствором, оказывая на неё давление 1250 Па. Какова площадь грани, на которой лежит кирпич? Ответ запишите в квадратных сантиметрах.
Алгоритм решения
1.Записать исходные данные.
2.Выполнить решение в общем виде.
3.Вычислить искомую величину, подставив исходные данные.
Решение
Запишем исходные данные:
• Масса кирпича: m = 4 кг.
• Давление, оказываемое кирпичом на раствор: P = 1250 Па.
Площадь можно выразить из формулы давления твердого тела. Она будет равна:
S=FP
В данном случае под силой будет подразумеваться сила тяжести кирпича. Поэтому:
S=mgP=4·101250=0,032 (м2)=320 (см2)
Ответ: 320
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор
Алиса Никитина | Просмотров: 3.9k
