§ 31. ТИСК ТВЕРДИХ ТІЛ НА ПОВЕРХНЮ. СИЛА ТИСКУ.
Що більша площа поверхні опори, тим менший тиск на одиницю площі.
Дослід 1.
а) Заповнимо скляну посудину піском; на пісок поставимо столик ніжками вгору і на нього - гирю масою 2 кг; столик майже не вгрузає в пісок.
б) Поставимо столик ніжками на пісок і на нього - знову гирю масою 2 кг; ніжки стола вгрузнуть у пісок.
в) Візьмемо столик із загостреними ніжками; поставимо його ніжками на пісок, поклавши зверху ту саму гирю масою 2 кг; загострені ніжки повністю вгрузли в пісок.
Дослід 2. Візьмемо два столики; площа поверхні ніжок одного столика вдвічі більша, ніж другого; покладемо на столики вантаж, причому на столик з більшою площею поверхні ніжок покладемо вдвічі більший вантаж; результат дії сили буде однаковий.
ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО
1. Чому по снігу легше рухатися на лижах, ніж без них?
Стоячи на лижах, людина тисне на кожну одиницю площі поверхні снігу із силою, меншою у стільки разів, у скільки площа поверхні лиж більша за площу підошви взуття.
Спостереження 1. Йти по глибокому пухкому снігу важко (ноги глибоко провалюються в нього), а на лижах пересуватися набагато легше (просідання снігової поверхні в цьому разі значно менше); в обох випадках діють на сніг з однаковою силою, але різною площею поверхні, на яку розподіляється сила, тому деформація виявляється різною (площа поверхні у лиж значно більша, ніж у взуття).
2. Чому гусеничний трактор не грузне у вогкому ґрунті, а легковий автомобіль грузне?
Площа поверхні гусениць набагато більша, ніж коліс, тому вони тиснуть на кожну одиницю площі поверхні менше.
Спостереження 2. Легковий автомобіль, на відміну від гусеничного трактора, не може проїхати по болотистій місцевості, хоча його вага набагато менша від ваги трактора; площа поверхні колеса легкового автомобіля менша, ніж гусениці трактора.
3. Що називають тиском? Як визначають тиск?
Тиск – величина, що показує, яка сила тиску діє на одиницю площі. Визначають відношенням значення сили тиску до площі поверхні, на яку вона діє, позначають малою латинською літерою р.
Щоб визначити тиск р, треба силу F, що діє перпендикулярно до поверхні, поділити на площу цієї поверхні S, тобто: p = F/S.
Одиницею тиску є один паскаль (1 Па) (одиницю названо на честь французького вченого Блеза Паскаля).
Тиск 1 на створює сила тиску 1 Н, що діє на поверхню площею 1 м2, тобто
1 на = 1Н/ 1м2 = Н/м2
На практиці ще використовують кратні одиниці тиску: гектопаскаль (гПа), кілопаскаль (кПа):
1 гПа = 100 Па; 1 кПа = 1000 Па.
4. Як можна визначити силу тиску?
Дію одного тіла на інше характеризують прикладеною до нього силою. Сила, що діє перпендикулярно до поверхні тіла, називають силою тиску.
Знаючи тиск, можна визначити силу тиску, що діє на поверхню тіла. Сила тиску дорівнює добутку тиску й площі поверхні: F = pS
5. Як можна збільшити тиск? Зменшити тиск?
Щоб збільшити тиск, треба зменшити площу поверхні (голку та шило роблять гострими).
Щоб зменшити тиск, треба збільшити площу поверхні (колеса роблять багатовісними, великого діаметра, використовують гусениці, швачки одягають наперсник).