Объяснение нового материала. (23 мин)

Деятельность учителя	Деятельность учеников	Результативность
Формулирует понятие давления. Дает математическое определение давления. Вводит единицу измерения давления в СИ.	Знакомятся с новым физическим понятием. Записывают формулу и определение давления в тетрадь. Записывают в тетрадь определение 1 Паскаля.	Представление учащихся о давлении. Знание формулы давления и единицы измерения в СИ.

Тело, находящееся на горизонтальной опоре, действует на опору силой давления, которую мы называем весом тела. Она приложена к опоре и направлена вертикально вниз. Опора, как вам уже известно, деформируется.

От чего зависит степень ее деформации? Конечно, от величины силы давления, но не только.

Проделаем такой опыт. Поместим столик вверх ножками в ящик с песком, на столик поставим гирю (рис. 163, а). Столик с гирей лишь незначительно опустится в слой песка. А теперь перевернем столик ножками вниз и поставим ту же гирю (рис. 163, б). Ножки провалятся в песок. Результат действия одной и той же силы давления оказался разным. Почему? Потому, что сила давления действовала на разную площадь опоры. В первом случае действие силы давления (веса столика с гирей) распределялось на площадь опоры, равную площади крышки, во втором — на площадь опоры, равную площади четырех ножек столика. Ясно, что эта площадь значительно меньше

Рис 163 (Физика 7)

площади крышки столика. А если убрать гирю, т. е. уменьшить силу давления, не меняя площади опоры (рис. 163, в)? Ножки погрузятся в песок, но не так сильно, как в случае, когда на столике находится гиря. Результат действия силы давления на площадь опоры можно определить с помощью физической величины — давления, которое одновременно учитывает и силу давления, и площадь опоры, на которую эта сила действует. Обозначим давление буквой (пэ). Из опыта видно, что давление тем больше, чем больше сила давления и чем меньше площадь опоры. Математически это можно выразить так:

 

или

Определим физический смысл давления. Давление — это физическая величина, численно равная силе давления, действующей перпендикулярно на единицу площади опоры.

В СИ основной единицей силы является ньютон, а площади — квадратный метр, значит, единицей давления является . Эту единицу называют паскалем (Па) в честь известного французского ученого Блеза Паскаля, изучавшего проблемы, связанные с давлением в жидкостях и газах.

1 паскаль — это давление, производимое силой , действующей перпендикулярно к опоре площадью .

Отметим, что здесь речь идет о силе, распределенной по площади опоры равномерно.

Применяют кратные единицы давления: гектопаскаль (гПа), килопаскаль и мегапаскаль . Обратите внимание:

Для сравнения отметим, что человек при ходьбе создает давление до 300—400 кПа (попробуйте дома определить давление, которое создаете вы, стоя на полу, сравните с приведенным значением и объясните причину расхождения этих значений). Гусеничный трактор создает давление на почву в 40—60 кПа, колеса вагона на рельсы — около 50 000 кПа.

Не следует думать, что силой давления всегда является вес тела и эта сила направлена вертикально вниз. Силой давления может быть любая сила, имеющая самые разные направления в пространстве, но всегда перпендикулярная площади той опоры, на которую действует.

Простой пример: вы прикалываете канцелярскую кнопку к вертикальной стене (рис. 164 Физика 7).

Рис. 164 Физика 7

Силой давления на кнопку является мускульная сила руки, направленная горизонтально (перпендикулярно стене). Пружины дивана оказывают давление на сидящего на нем человека. Здесь сила давления — сила упругости пружин направлена вертикально вверх. Для практических целей иногда необходимо уменьшить давление, а в ряде случаев наоборот — увеличить. Каковы пути уменьшения давления? Обратимся к формуле Совершенно ясно: чтобы уменьшить давление, надо увеличить площадь или уменьшить силу давления, можно и то и другое сделать одновременно. Например, чтобы увеличить проходимость тяжелых машин (трактора, танка), их снабжают гусеницами, увеличивая тем самым площадь опоры и уменьшая давление. Широкие шины у автомобилей, движущихся по пустыне, лыжи у человека при движении по глубокому снегу играют ту же роль, что и гусеницы у трактора. Подобные примеры вы приведете и сами. А как увеличить давление? Опять обратимся к формуле давления из которой следует: надо увеличить силу давления или уменьшить площадь опоры, на которую действует сила. Затачивая лезвия ножей, ножниц, кос, острия игл, пил и др., мы стараемся уменьшить площадь опоры и тем самым, действуя малой силой, создать большое давление.

Животному миру природа сама обеспечила возможность создавать большое давление небольшим усилием, вооружив его иглами, когтями, зубами, клыками, жалами и т. д.