Билет №10

1. Давление. Единицы давления. Способы уменьшения и увеличения давления. Давление газа.

1. Глуби­на погружения зависит от величины действующей силы - чем больше сила, тем погружение больше.

2. Глубина погружения зависит не только от силы, но и от площади опоры.

Результат действия силы зависит от площади поверхности, перпендикулярно которой действует сила.

Введем новую величину, которая характеризует рассмотренные нами явления. Данная величина в физике называется давлением.

Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением.

p - давление

F_⊥ - сила, действующая ⊥ поверхности

S – площадь поверхности

Единица измерения давления Па – Паскаль, в честь французского физика Блеза Паскаля.

р =[Па]

1 Па = 1

1 Па – давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м² перпендикулярно этой поверхности.

ВНЕ	СИ
1 кПа = 1000 Па	1 Па = 0,001 кПа
1 МПа = 1000000 Па	1 Па = 0,000001 МПа
1 гПА = 100 Па	1 Па = 0, 01 гПа

Очень часто сила давления создается собственной силой тяжести тела. Тогда давление можно рассчитать как:

Исходя из формулы, которую мы записали можно сделать вывод: давление р при постоянной силе F тем больше, чем меньше площадь поверхности, и — наоборот. Кроме того, чем больше сила давления, тем давление больше.

Примеры: Иногда следует давление делать меньше. Например, для большегруз­ных автомобилей изготавливают очень широкие шины. Это позволяет снизить давление на дорогу. Давление следует уменьшать при движении по заболоченной поверхности. Для этого делают настилы из хвороста, бревен или досок, по которым могут ехать даже танки.

Часто бывает необходимо давление увеличивать. При этом, уменьшая площадь поверхности, даже при помощи небольшой силы, можно со­здать большое давление.

Иглы, лезвия, режущие предметы остро оттачивают, чтобы при малых силах на острие создавалось большое давление. Такими инструментами намного проще работать.

В животном мире это тоже можно наблюдать. Это - клыки у зверей, когти, клювы и т.д.

Газы, в отличие от твердых тел и жидкостей, всегда занимают весь объем сосуда, в котором находятся. Например, баллон, воздушный шарик, камера автомобильной шины полностью и практически равномерно заполнены газом.

Небольшой опыт: надуем шарик. Внутри шарика окажется воздух. И он действительно заполнен равномерно, это нам показывает шарообразная форма.

газ давит на оболочку, т.е. создаёт давление.

Давление газа обусловлено другими причинами, чем давление твердого тела на опору.

Причина давления газа

Газ:

• Молекулы находятся относительно далеко друг от друга,

• Молекулы постоянно двигаются и могут оказаться в любой части пространства,

• Газ не имеет своей формы и объема,

• Газ занимает весь предоставленный объем.

Давление газа на стенки сосуда (и помещенное в газ тело) вызывается ударами молекул газа.

Опыты: У вас в учебнике приведены опыты. На первом мы наблюдаем, как по мере откачивания воздуха из колокола воздушного насоса, полунадутый шарик на­чинает раздуваться (рис. 91 учебника). Такое поведение шарика можно объяснить лишь тем, что число ударов молекул воздуха о внешнюю поверхность шарика уменьшается, и объем шарика рас­тет до той величины, при которой сила давления воздуха внутри шара не сравняется с силой упругости оболочки.

Так как форма шарика близка к сферической, можем заключить, что давление газа по всем направлениям одинаково.

Газ давит на сосуд, в котором находится по всем направлениям одинаково.

Зависимость давления газа от объема

Опыт, в котором в стеклянном сосуде находится воздух, с одной стороны сосуд закрыт резиновой пленкой – мембраной, а с другой поршнем. Если поршень вдавливать в сосуд, то мембрана раздувается, то есть на нее действует большее давление. И наоборот, если поршень выдвигать, то мембрана прогибается внутрь, значит давление газ на нее оказывает меньше.

Легко заметить, что уменьшение объема газа приводит к увеличению его давления. Это связано с тем, что плотность газа возрастает, число ударов молекул о мембрану также становится больше. Это приво­дит к росту давления.

При уменьшении объема газа его давление увеличивается, а при увеличении объема давление уменьшается при условии, что масса и температура газа остаются неизменными.

На этом же принципе работают пипетки, резиновая груша. (Учитель показывает работу пипетки, резиновой груши, шприца)

Зависимость давления газа от температуры

Известно, что скорость движения молекул газа при нагревании увеличивается. Двигаясь быстрее, молекулы ударяются о стенки сосуда чаще. Кроме того, каждый удар молекулы о стенку сосуда становится сильнее. Вследствие этого стенки сосуда испытывают большее давление.

Это можно наблюдать, если воздушный шарик с морозного воздуха занести в теплую комнату: очень скоро объем шарика увеличится, т.к. возрастет давление газа внутри него.

Давление газа в закрытом сосуде тем больше, чем выше температура газа.

Из сказанного нами выше можно сделать общий вывод о том от чего же зависит давление газа.

Давление газа тем больше, чем чаще и сильнее молекулы ударяют о стенки сосуда.

2. Подъемная машина поднимает из шахты клеть массой 6 т и находящийся в ней уголь массой 10 т со скоростью 2 м/с. Определите необходимую для работы мощность. Вычислите КПД.

Билет №11

1. Передача давления жидкостям и газам. Закон Паскаля. Давление в жидкости и газе.

2. Какую скорость приобрело тело массой 100 кг, разогнавшись из состояния покоя, если его кинетическая энергия стала 3200 Дж?

Билет №12

1. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда. Сообщающиеся сосуды.

2. Лифт в здании МГУ поднимается равномерно со скоростью 3 м/с. За сколько минут лифт поднимется на высоту 90 м (26 этаж)?

Билет №13

1. Вес воздуха. Атмосферное давление. Почему существует воздушная оболочка Земли.

2. В нефтяную цистерну налито 200 см³ нефти. Какова масса этой нефти, если плотность этой нефти 800 кг/м³?

Билет №14

1. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах.

2. С какой силой действует на опору рабочий массой 65 кг, равномерно поднимая на неподвижном блоке груз массой 40 кг?

Билет №15

1. Манометры. Поршневой жидкостный насос. Гидравлический пресс.

2. Какого объема нужна бутыль, чтобы в нее налить 4кг керосина? Плотность керосина 820кг/м³.

Билет №16

1. Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила.

2. При нагрузке в 200 Н пружина динамометра удлинилась на 0,5 см. На сколько удлинится пружина при нагрузке в 700 Н?

Билет №17

1. Плавание тел. Плавание судов. Воздухоплавание.

2. Найти равнодействующую пяти сил: 60 Н, 25 Н, 75 Н, 10 Н, 30 Н, которые приложены к одной точке и направлены по одной прямой в одну сторону.

Билет №18

1. Механическая работа. Единицы работы. Мощность. Единицы мощности.

2. Бутыль высотой 50см наполнена водой. Определите только давление столба воды на дно.

Билет №19

1. Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге. Момент силы.

2. Длина лыжи 2 м, а ее ширина 10 см. Вычислите давление лыжника на снег, когда он стоит на лыжах, если масса лыжника 72 кг.

Билет №20

1. Рычаги в технике, быту, природе. Применение закона равновесия рычага к блоку. Равенство работ при использовании простых механизмов. Золотое правило механики.

2. Площадь большего поршня пресса 1500 см², а площадь малого 2 см². Определите силу давления, производимую большим поршнем, если на малый поршень действует сила в 100Н.

Билет №21

1. КПД механизма. Энергия. Потенциальная и кинетическая энергии. Превращение одного вида механической энергии в другой. Закон сохранения полной механической энергии.

2. Вычислите давление столбика ртути высотой в 76 см. Плотность ртути 13595 кг/м³.

Билет №22

1. Механическое движение. Равномерное и неравномерное движения. Скорость. Единицы скорости.

2. У подножья горы барометр показал 760 мм. рт. ст., а на вершине 740 мм. рт. ст. Какова высота горы, если плотность воздуха 1,3 кг/м³.

Билет №23

1. Инерция. Взаимодействие тел.

2. Мраморная плита объемом 1 м³ погружена в воду. Какую силу необходимо приложить, чтобы удержать ее в речной воде? Плотность мрамора 2700 кг/м³.

Билет №24

1. Сила упругости. Закон Гука. Вес тела. Динамометр.

2. Мощность гидроэлектростанции 595,35 МВт. Какую работу совершает станция в сутки?

Билет №25

1. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда. Сообщающиеся сосуды.

2. К телу приложены 4 силы: 150 Н, 770 Н, 880 Н, 1200 Н. Найти их равнодействующую, если известно, что первые две направлены в одну сторону, а вторые две - по той же прямой, но в противоположную сторону.

Билет №26

1. Механическая работа. Единицы работы. Мощность. Единицы мощности.

2. Какое давление производит стол массой 20 кг на пол, если площадь каждой из четырех ножек стола равна 10 см²?