Задачи на давление твердых тел
с ответами и решениями
Формулы, используемые на уроках по теме «ЗАДАЧИ на давление твердых тел»:
Название величины | Обозначение | Единица измерения | Формула |
Сила давления | F | Н | F = mg, F = pS |
Площадь опоры | S | м2 | S = F / p |
Давление | p | Па | p = F / S |
Постоянная | g = 9,8 или g ≈ 10 |
Н/кг |
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
Рассчитать давление, производимое бетонной плитой, масса которой 780 кг, а площадь опоры 2 м2.
Задача № 2.
Какое давление на дорогу оказывает автомобиль «Волга», если его масса 1420 кг, а площадь соприкосновения одного колеса с дорогой 900 см2?
Задача № 3.
Какое давление оказывает острие шила, если сила давления равна 20 Н, а площадь острия — 0,1 мм2?
Задача № 4.
Ширина лезвия коньков равна 5 мм, а длина той части лезвия, которая опирается на лед, составляет 17 см. Вычислите давление, производимое коньками на лед, если масса стоящего на коньках мальчика равна 55 кг.
Задача № 5.
На какую площадь опирается лыжник массой 78 кг, если он оказывает давление 2,5 кПа?
Задача № 6.
Колонна массой 6 т производит на опору давление 400 кПа. Определите площадь опоры колонны.
Задача № 7.
На полу лежит плита, сделанная из материала плотностью р. Толщина плиты h. Какое давление р оказывает плита на пол?
ОТВЕТ: р = рgh.
РЕШЕНИЕ. Обозначим площадь плиты S. Тогда масса плиты m = рSh , а давление р = mg/S = рShg/S = рgh. Обратите внимание на то, что давление, оказываемое плоской плитой, не зависит от ее площади, а зависит только от ее плотности и толщины.
Задача № 8.
Какое давление на фундамент оказывает мраморная колонна высотой 4 м?
Задача № 9.
Лед выдерживает давление 90 кПа. Пройдет ли по этому льду трактор массой 5,4 т, если он опирается на гусеницы общей площадью 1,5 м2?
Задача № 10 (повышенной сложности).
На полу стоит сплошной стальной куб. Какова масса куба, если он оказывает на пол давление 9 кПа?
ОТВЕТ: 12 кг.
РЕШЕНИЕ. Из задачи № 4 мы выяснили, что р = рgh. Следовательно, h = p / pg, где h — это ребро куба. Объем куба равен V = h3, следовательно масса куба равна m = p V = p h3 = р (p / pg)3 = p3 / p2g3 = 12 кг.
Краткая теория для решения задач.
Вы смотрели Конспект урока «Задачи на давление твердых тел с решениями». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Давление жидкостей с ответами и решениями.
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Сообщающиеся сосуды и гидравлический пресс с решениями.
- Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
- Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
- Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике
Давление твердых тел.
Давление равно силе, деленной на площадь.
(p=dfrac{F}{S} )
Давление измеряется в Паскалях [Па]
Репетитор по физике
8 916 478 10 32
Задача 1. (Давление твердых тел)
Определить давление, которое оказывает учебник на стол, если его сила тяжести равна 3 Н, а площадь (S=0,06 м^2 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Пройти тест на эту тему
Задача 2. (Давление твердых тел)
Определить давление, которое оказывает нож на хлеб, если к его ручке прикладывают силу 20 Н, а площадь лезвия (S=0,1 см^2 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 3. (Давление твердых тел)
На свежем снегу лежит легкий лист фанеры, площадью (S=0,2 м^2 . )
Такой снег выдерживает максимальное давление (p=2000 Па. )
Какую силу нужно приложить к этому листу фанеры, чтобы вдавить его в снег?
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 4. (Давление )
Определить силу, действующую снаружи на иллюминатор подводной лодки, если давление воды (p= 200 кПа ), а его площадь
(s= 500 см^2 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 5. (Давление твердых тел)
Человек пытается проткнуть баннерную ткань отверткой. Площадь контакта между отверткой и тканью составляет ( 2 мм^2 . )
Известно, что эта ткань рвется при давлении (p=20 МПа .)
Какую силу нужно приложить к отвертке, чтобы проткнуть эту ткань ?
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 6. (Давление твердых тел)
Определить давление листа фанеры на пол, если его длина 2 метра, ширина 1 метр, а масса 10 кг.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Пройти тест на эту тему
Решение задач на расчет давления
1. Задача №1
Мальчик массой 48 кг оказывает давление на опору. Рассчитайте, какое давление он оказывает, если общая площадь его подошв составляет 320 см2.
Проанализировав условие, запишем его в краткой форме, указав массу мальчика и площадь его подошв (Рис. 1). Затем в отдельной колонке запишем в системе СИ те величины, которые в условии приведены во внесистемных единицах. Масса мальчика приведена в системе СИ, а вот площадь, выраженную в квадратных сантиметрах, следует выразить в квадратных метрах:
320 см2 = 320∙(0,01 м)2 = 320∙0,0001 м2 = 0,032 м2.
Рис. 1. Краткое условие задачи №1
Для нахождения давления нам необходимо силу, с которой мальчик действует на опору, разделить на площадь опоры:
Значение силы нам неизвестно, однако в условие задачи входит масса мальчика. Сила, с которой он действует на опору, – это его вес. Предполагая, что мальчик неподвижен, можно считать, что его вес равен силе тяжести, которая равна произведению массы мальчика на ускорение свободного падения
Теперь мы можем объединить обе формулы в одну конечную. Для этого вместо силы F мы подставим в первую формулу произведение mg из второй формулы. Тогда расчетная формула будет иметь вид:
Следующий этап – проверка размерности полученного результата. Размерность массы [m] = кг, размерность ускорения свободного падения [g] = Н/кг, размерность площади [S] = м2. Тогда
Наконец, подставим числовые данные из условия задачи в конечную формулу:
Не забываем записать ответ. В ответе мы можем использовать кратные величины
Ответ: p = 15 кПа.
(Если в ответе вы запишете = 15 000 Па, то тоже будет правильно.)
Полное решение в окончательном виде будет выглядеть так (Рис. 2):
Рис. 2. Полное решение задачи №1
2. Задача №2
Брусок действует на опору с силой 200 Н, при этом он оказывает давление 4 кПа. Какова площадь опоры бруска?
Запишем краткое условие и выразим давление в системе СИ (4 кПа = 4000 Па) (Рис. 3).
Рис. 3. Краткое условие задачи №2
Величина площади поверхности входит в известную нам формулу для расчета давления.
Из этой формулы нам необходимо выразить площадь опоры. Вспомним математические правила. Сила F – делимое, площадь опоры S – делитель, давление p – частное. Чтобы найти неизвестный делитель, необходимо делимое разделить на частное. Мы получим:
Проверим размерность полученного результата. Площадь должна выражаться в квадратных метрах.
Выполняя проверку, мы паскали заменили ньютонами на квадратный метр, а дробную черту – знаком деления. Вспомним, что деление дробей заменяется умножением. При этом дробь, которая является делителем, переворачивается, то есть ее числитель и знаменатель меняются местами. После этого ньютон в числителе (перед дробью) и ньютон в знаменателе дроби сокращаются, и остаются квадратные метры.
Отметим, что проверка размерности является очень важным этапом решения задачи, так как позволяет обнаружить ошибки, случайно допущенные при выполнении математических преобразований.
После проверки размерности результата проведем расчет числового значения площади, подставляя данные из краткого условия:
Не забудем зафиксировать ответ.
Ответ: S = 0,05 м2.
Полностью оформленное решение задачи будет выглядеть так (Рис. 4):
Рис 4. Полное решение задачи №2
Атмосферное давление. Ответы. 6 класс
При подъеме на 10 метров атмосферное давление понижается на 1 мм. рт. ст.,
При подъеме на 100 метров – на 10 мм. рт. ст.
При подъеме на 1000 метров – на 100 мм. рт. ст.
Для каждой точки Земли существует свое нормальное атмосферное давление. Оно связано с высотой точки над уровнем моря. Если населенный пункт находится на высоте 200 метров (его абсолютная высота), то нормальное давление воздуха для этого населенного пункта будет равно:
760 мм. рт. ст. – 20 мм. рт. ст. = 740 мм. рт. ст. Давление в 760 мм. рт. ст. является для него повышенным.
Задание 1. Определите нормальное атмосферное давление для города Зеленодольска. Абсолютная высота города равна 102 метра над уровнем моря.
РЕШЕНИЕ:
760 – 10 мм = 750 мм (нормальное атмосферное давление для Зеленодольска)
Задание 2. На какой высоте над уровнем моря нормальным можно считать атмосферное давление, равное:
А) 670 мм. рт. ст. Б) 790 мм. рт. ст.
РЕШЕНИЕ:
А)
1)760 -670 = 90 мм
2) 90 мм x 10 метров = 900 метров
Б)
1) 790 – 760 = 30 мм
2) 30 мм x 10 метров = 300 метров
Задание 3. Определи значение атмосферного давления в точках ( на уровне моря атмосферное давление равно 760 мм. рт. ст.)
Задание 4. Определи атмосферное давление у подножия холма высотой 60 метров, если на его вершине барометр показал давление 758 мм. рт. ст.
РЕШЕНИЕ:
758 мм + 6 мм = 764 мм. рт. ст.
Задание 5. Рассчитай высоту холма, если у его подножия барометр показал 762 мм. рт. ст., а на вершине – 753 мм. рт. ст.
РЕШЕНИЕ:
1)762 мм – 753 мм = 9 мм
2) 9 мм x 10 метров = 90 метров
Атмосферное давление. 6 класс
При подъеме на 10 метров атмосферное давление понижается на 1 мм. рт. ст.,
При подъеме на 100 метров – на 10 мм. рт. ст.
При подъеме на 1000 метров – на 100 мм. рт. ст.
Для каждой точки Земли существует свое нормальное атмосферное давление. Оно связано с высотой точки над уровнем моря. Если населенный пункт находится на высоте 200 метров (его абсолютная высота), то нормальное давление воздуха для этого населенного пункта будет равно:
760 мм. рт. ст. – 20 мм. рт. ст. = 740 мм. рт. ст. Давление в 760 мм. рт. ст. является для него повышенным.
Задание 1. Определите нормальное атмосферное давление для города Зеленодольска. Абсолютная высота города равна 102 метра над уровнем моря.
Задание 2. На какой высоте над уровнем моря нормальным можно считать атмосферное давление, равное:
А) 670 мм. рт. ст. Б) 790 мм. рт. ст.
Задание 3. Определи значение атмосферного давления в точках ( на уровне моря атмосферное давление равно 760 мм. рт. ст.)
Задание 4. Определи атмосферное давление у подножия холма высотой 60 метров, если на его вершине барометр показал давление 758 мм. рт. ст.
Задание 5. Рассчитай высоту холма, если у его подножия барометр показал 762 мм. рт. ст., а на вершине – 753 мм. рт. ст.
Задачи на давление жидкостей и газов
Формулы, используемые на уроках «Задачи на давление жидкостей и газов».
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
Высота столба жидкости |
h |
м |
h = p / (pg) |
Плотность жидкости |
Р |
кг/м3 |
p = p / (gh) |
Давление |
Р |
Па |
p = pgh |
Постоянная |
g ≈ 10 Н/кг |
Н/кг |
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Определить давление бензина на дно цистерны, если высота столба бензина 2,4 м, а его плотность 710 кг/м3
Задача № 2. Какая жидкость находится в сосуде, если столб высотой 0,3 м оказывает давление 5400 Па ?
Задача № 3. Плотность спирта 800 кг/м3. Какова будет высота столба спирта при давлении 2,4 кПа?
Задача № 4. В цилиндре с маслом на поршень действует сила 40 Н. Чему равна сила давления на внутреннюю поверхность цилиндра площадью 8 дм2? Площадь поршня 2,5 см2. Вес масла не учитывайте.
Задача № 5. Вычислите давление и силу давления керосина на дно бака площадью 50 дм2, если высота столба керосина в баке 40 см.
Задача № 6. Площадь малого поршня гидравлического пресса равна 10 см2, большого — 50 см2. На малый поршень поместили гирю массой 1 кг. Какой груз нужно поместить на большой поршень, чтобы жидкость осталась в равновесии?
Задача № 7. Рыба камбала находится на глубине 1200 м и имеет площадь поверхности 560 см2. С какой силой она сдавливается водой?
Задача № 8. На какой глубине давление воды в море равно 412 кПа?
Задача № 9 (повышенной сложности). Брусок массой m = 2 кг имеет форму параллелепипеда. Лежа на одной из граней, он оказывает давление p1 = 1 кПа, лежа на другой — давление 2 кПа, стоя на третьей — давление 4 кПа. Каковы размеры бруска?
ОТВЕТ: 5 см х 10 см х 20 см.
РЕШЕНИЕ. Обозначим размеры бруска а, b, с, где а > b > с. Тогда из условия следует, что b = а/2, с = а/4, p1 = mg/(ab) = 2mg/a2. Отсюда , а = 20 см.
[highlight background=»blue» color=»»]Задача № 10 (олимпиадный уровень). [/su_highlight] Оцените массу атмосферы Земли (радиус Земли R = 6400 км)
ОТВЕТ: примерно 5 • 1018 кг
РЕШЕНИЕ. Вес атмосферы равен силе давления воздуха на всю поверхность Земли, площадь которой S = 4πR2. Следовательно, mg = ра • 4πR2, где ра = 105 Па — атмосферное давление. Отсюда m = 4πR2 ра /g = 5 • 1018 кг. Эта величина составляет менее одной миллионной части полной массы нашей планеты. Такая простая оценка массы атмосферы возможна потому, что основная часть атмосферы сосредоточена на высотах, малых по сравнению с радиусом Земли. Поэтому можно считать, что вес атмосферы равен mg, где g — ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли.
Теория для решения задач.
Давление жидкости на покоящееся в ней тело называют гидростатическим давлением. Гидростатическое давление на глубине h равно р = ратм + p*g*h
Закон Паскаля. Жидкость и газ передают оказываемое на них давление во всех направлениях одинаково.
Конспект урока «Задачи на давление жидкостей».
Следующая тема: «».