Давление в природе и технике

Тяжелый гусеничный трактор, вес которого составляет сотни тысяч ньютонов, производит на почву давление, всего в 2—3 раза большее, чем мальчик весом 450 Н. Это давление примерно равно 40—50 кПа, Объясняется это тем, что вес трактора распределяется на большую площадь,

Чем больше площадь опоры, тем меньше давлен­ные, производимое одной и той же силой на эту опору.

В зависимости от того, хотят ли получить малое или большое давление, площадь опоры увеличивают или уменьшают. Например, для того чтобы грунт мог выдержать давление воз­водимого на нем здания, увеличивают площадь нижней части фундамента (рис, 79).

Шины грузовых автомобилей и шасси само­летов делают значительно шире, чем легковых. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях по песку.

Тяжелые машины, такие, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не проедет всадник на лошади.

С другой стороны, при малой площади поверхности можно небольшой силой создать большое давление. Например, вдавливая кнопку в дерево, мы действуем на нее с силой около 50 Н. Так как площадь острия кнопки 0,1 мм2, то давление, производимое на дерево, равно:

p = 50H/0,0000001м2 = 500000000Па = 500000кПа.

Это давление в 10 000 раз больше давления, производимого гусеничным трактором на почву. Вот почему режущие и колющие инструменты-ножи, ножницы, резцы, пилы, иголки и др. – остро оттачивают.

Режущие и колющие приспособления встречаются и в живой природе — это зубы и когти, клювы, шипы и др. — все они из твердого материала, гладкие и очень острые.

Вопросы. 1. Приведите примеры использования больших площадей опоры для уменьшения давления. 2. Зачем у сельскохозяйственных машин делают колеса с широкими ободами? 3. Почему режущие и колющие инструменты оказывают на тела очень большие давления?

Упражнения. 1. Рассмотрите устройство плоскогубцев и клещей (рис. 80). При помощи какого из этих инстру­ментов, действуя одинаковой силой, можно произ­вести большее давление на зажатое в них тело? 2. Зачем при бороновании плотных почв на бо­роны накладывают тяжелые предметы? 3. Когда человек производит большее давление на пол: когда он стоит или когда бежит?

Задания

1. Зная свою массу и площадь ботинка, вычисли­те, какое давление вы производите при ходьбе и стоя на месте.

Площадь опоры ботинка определите следующим образом. Поставьте ногу на лист клетчатой бумаги и обведите контур той части подошвы, на которую нога опирается (рис. 81). Сосчитайте число полных квадратиков, попавших внутрь контура, и прибавьте к нему половину числа неполных квадратиков, через которые прошла линия контура. Полученное число умножьте на площадь одного квадратика (площадь квадратика на листе, взятом из школьной тетра­ди, равна ¼ см²) и найдите площадь подошвы ботинка,

2. Измерьте длину, ширину и высоту кирпича. Определите его объем. Найдите по таблице 2 значе­ние плотности кирпича и рассчитайте его массу, а затем вес. Вычислите площади граней кирпича, Опре­делите, какое давление производит кирпич, когда он лежит на широкой грани. Каково будет давление, если поставить кирпич на другую, среднюю грань? на самую маленькую (торцовую) грань?

Изобразите различные положения кирпича на чертеже.