Параграф 35 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)
- Приведите примеры, иллюстрирующие, что действие силы зависит от площади опоры, на которую действует эта сила.
- Что называют давлением?
- Почему при уколе острая иголка легче проникает, например, в кожу, чем тупая?
- Опишите опыт, показанный на рисунке 94. Какой вывод можно сделать из этого опыта?
- Какие единицы давления вы знаете?
- Решая задачу на определение давления, Иван воспользовался тем, что давление прямо пропорционально силе давления, а Лена при решении другой задачи — тем, что давление обратно пропорционально площади поверхности, на которую действует сила. Предложите условия задач, которые могли решать ребята.
- Выразите в паскалях давление: $$12\ \text{гПа}$$; $$0{,}3$$; $$9{,}05\ \text{кПа}$$; $$6$$.
- Выразите в гектопаскалях и килопаскалях давление: $$25\,000\ \text{Па}$$; $$700\ \text{Па}$$.
- Какое давление оказывает трактор на землю, если его вес $$30\,000\ \text{Н}$$, а площадь гусениц, опирающихся на землю, $$1{,}6\ \text{м}^2$$? Во сколько раз оно отличается от давления, производимого станком (см. пример на с. 116)?
- Площадь дна кастрюли $$1000\ \text{см}^2$$. Какое давление на дно кастрюли оказывают $$3\ \text{кг}$$ воды?
- Мальчик массой $$55\ \text{кг}$$ стоит на коньках. Ширина лезвия коньков равна $$5\ \text{мм}$$, а длина той части лезвия, которая опирается на лёд, составляет $$17\ \text{см}$$. Вычислите давление, производимое коньками на лёд. Сравните полученный результат с давлением, которое производит мальчик, стоящий без коньков, если площадь подошв его ботинок равна $$300\ \text{см}^2$$.
- Зачем для переезда по болотистым местам делают настил из хвороста, брёвен и досок?
- Используя знания о давлении, обоснуйте способ спасения человека, провалившегося под лёд (рис. 97). Почему не следует приближаться к краю полыньи?
- В стеклянную ёмкость насыпьте песок. Пластиковую бутылку с длинным горлышком наполните водой, закройте крышкой и поставьте на песок. Затем бутылку переверните вверх дном и поставьте на песок горлышком. Сфотографируйте результаты опыта, сравните глубину погружения бутылки в песок. Что показывает этот опыт? Как следует изменить его условия, чтобы показать, что результат действия силы зависит от её значения?
- Зная свой вес, подсчитайте, какое давление вы оказываете на пол, стоя на двух ногах; стоя на одной ноге. Чтобы определить площадь своей ноги, поставьте ногу на лист бумаги в клетку и обведите контур той части подошвы, на которую опирается нога (рис. 98). Посчитайте число целых клеток внутри контура. Прибавьте к нему половину от числа неполных клеток, по которым прошла линия контура. Полученное число умножьте на площадь одной клетки ($$0{,}25\ \text{см}^2$$), и вы узнаете площадь своей ноги.
- Определите давление, которое оказывает ваш учебник, лежащий на столе.
- Рассчитайте, во сколько раз давление стола, за которым вы делаете уроки, уменьшится, если его перевернуть и поставить крышкой на пол.
1. По рыхлому снегу человек идет с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. На лыжах человек действует на снег с той же силой, равной своему весу, но площадь опоры больше, поэтому давление меньше и человек не проваливается так сильно.
2. Давлением называют величину, равную отношению силы, действующей перпендикулярно к поверхности, к площади этой поверхности.
3. Острая иголка легче проникает в кожу, потому что площадь её острия очень мала, а значит, при той же силе давление больше.
4. В углы небольшой доски вбивают гвозди. Сначала доску ставят так, что на песок опираются шляпки гвоздей: они лишь немного вдавливаются в песок. Затем доску переворачивают и ставят на острые концы гвоздей. Площадь опоры уменьшается, поэтому при той же силе гвозди глубже входят в песок. Вывод: чем меньше площадь опоры, тем больше давление.
5. Единицы давления: $$1\ \text{Па}=1\ \text{Н/м}^2$$.
Упражнение 20
1. Выразим давление в паскалях:
$$12\ \text{гПа}=1200\ \text{Па}$$
$$0{,}3\ \text{кПа}=300\ \text{Па}$$
$$9{,}05\ \text{кПа}=9050\ \text{Па}$$
$$6\ \text{кПа}=6000\ \text{Па}$$
Выразим давление в гектопаскалях и килопаскалях:
$$25000\ \text{Па}=250\ \text{гПа}=25\ \text{кПа}$$
$$700\ \text{Па}=7\ \text{гПа}=0{,}7\ \text{кПа}$$
2.
$$p=\frac{F}{S}$$
$$F=30000\ \text{Н},\quad S=1{,}6\ \text{м}^2$$
$$p=\frac{30000}{1{,}6}=18750\ \text{Па}=18{,}75\ \text{кПа}$$
Давление трактора меньше давления станка, если у станка площадь опоры меньше.
3.
$$S=1000\ \text{см}^2=0{,}1\ \text{м}^2$$
$$m=3\ \text{кг},\quad g=10\ \text{м/с}^2$$
$$p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{3\cdot 10}{0{,}1}=300\ \text{Па}$$
4.
$$m=55\ \text{кг},\quad g=10\ \text{м/с}^2$$
$$a=5\ \text{мм}=0{,}005\ \text{м},\quad b=17\ \text{см}=0{,}17\ \text{м}$$
$$S_1=ab=0{,}005\cdot 0{,}17=0{,}00085\ \text{м}^2$$
$$p_1=\frac{mg}{S_1}=\frac{55\cdot 10}{0{,}00085}\approx 6{,}47\cdot 10^5\ \text{Па}$$
Площадь подошв ботинок:
$$S=300\ \text{см}^2=0{,}03\ \text{м}^2$$
$$p=\frac{mg}{S}=\frac{55\cdot 10}{0{,}03}\approx 1{,}83\cdot 10^4\ \text{Па}$$
Во сколько раз давление на коньках больше:
$$\frac{p_1}{p}=\frac{6{,}47\cdot 10^5}{1{,}83\cdot 10^4}\approx 35$$
5. Настил из хвороста, брёвен и досок делают для увеличения площади опоры. Тогда давление на болотистый грунт уменьшается, и машина меньше проваливается.
6. Человека, провалившегося под лёд, нужно спасать так, чтобы уменьшить давление на лёд: подползать к нему, использовать доску, лестницу, лыжи, палки. К краю полыньи приближаться нельзя, потому что там лёд уже ослаблен и может проломиться под большей нагрузкой.
Задания
1. Чем меньше площадь опоры, тем больше давление, создаваемое бутылкой. Во втором положении бутылка погружается в песок глубже, потому что площадь опоры меньше.
2. Пусть масса равна $$60\ \text{кг}$$, $$g=10\ \text{м/с}^2$$.
Площадь одной подошвы:
$$S_1=203\ \text{см}^2=0{,}0203\ \text{м}^2$$
Стоя на двух ногах:
$$S=2S_1=0{,}0406\ \text{м}^2$$
$$p=\frac{mg}{S}=\frac{60\cdot 10}{0{,}0406}\approx 1{,}48\cdot 10^4\ \text{Па}=14{,}8\ \text{кПа}$$
Стоя на одной ноге:
$$p=\frac{mg}{S_1}=\frac{60\cdot 10}{0{,}0203}\approx 2{,}96\cdot 10^4\ \text{Па}=29{,}6\ \text{кПа}$$
3.
$$m=0{,}8\ \text{кг},\quad a=0{,}3\ \text{м},\quad b=0{,}2\ \text{м},\quad g=10\ \text{м/с}^2$$
$$p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{ab}=\frac{0{,}8\cdot 10}{0{,}3\cdot 0{,}2}\approx 133\ \text{Па}$$
4. Если стол перевернуть и поставить крышкой на пол, площадь опоры увеличится, поэтому давление уменьшится во столько раз, во сколько площадь крышки больше суммарной площади ножек:
$$\frac{p_1}{p_2}=\frac{S_2}{S_1}$$
То есть давление уменьшится в соответствующее число раз.
