какое давление человек оказывает на пол

Давление твердых тел

Твердое агрегатное состояние

В природе есть три агрегатных состояния: твердое, жидкое и газообразное Их характеристики — в таблице:

Твердое состояние очень легко представить — это любой предмет, который мы встречаем в жизни. В этом состоянии тело сохраняет форму и объем. Расстояние между молекулами, приблизительно равно размеру самих молекул, которые, в свою очередь, расположены очень структурированно.

Такая структура называется кристаллической решеткой — из-за четкой структуры молекулам сложно двигаться, и они просто колеблются около своих положений.

Агрегатных состояния точно три?

На самом деле, есть еще четвертое — плазма. Звучит, как что-то из научной фантастики, но это просто ионизированный газ — газ, в котором помимо нейтральных частиц, есть еще и заряженные. Ионизаторы воздуха как раз строятся на принципе перехода из газообразного вещества в плазму.

Давление твердого тела

Идущий по рыхлому снегу человек будет в него постоянно проваливаться. Но, надев лыжи, он может передвигаться по снегу спокойно. Казалось бы, сила и масса человека не меняется — он воздействует на снег с одинаковой силой и на лыжах, и без них.

Дело в том, что «проваливание» в снег характеризуется не только силой — оно также зависит от площади, на которую эта сила воздействует. Площадь поверхности лыжи в 20 раз больше площади поверхности подошвы, поэтому человек, стоя на лыжах, действует на каждый квадратный сантиметр с силой в 20 раз меньшей, чем без них.

Или, например, если втыкать кнопки в пробковую доску, и действовать на них с одинаковой силой — легче войдет та кнопка, у которой более заостренный конец, так как у него площадь меньше.

А теперь подтвердим этот вывод опытами, как настоящие физики.

А теперь подтвердим этот вывод опытами, как настоящие физики

Возьмем небольшую доску и вобьем гвозди в ее углы. Также возьмем емкость с песком и поставим конструкцию из доски и гвоздей в эту емкость. Сначала расположим конструкцию так, как показано на рисунке — «шляпками» вниз — и поставим на нее гирю. Конструкция не потонет в песке, а только чуть-чуть углубится.

Затем перевернем конструкцию так, чтобы «шляпки» гвоздей оказались сверху и также поставим на доску гирю. Теперь конструкция потонет в песке.

От того, какая сила действует на каждую единицу площади поверхности, зависит результат действия силы

Во всех примерах мы говорили о действии силы, перпендикулярной поверхности. Чтобы охарактеризовать это действие, вводят величину «давление».

Давление

p = F/S

Как уменьшить или увеличить давление

Тяжелый гусеничный трактор производит давление на почву, равное 40 — 50 кПа. Мальчик массой 45 кг производит давление всего лишь в 3 раза меньше, чем такой трактор. Это связано как раз с тем, что площадь гусениц больше.

В зависимости от того, какое давление хотят получить, площадь опор уменьшают или увеличивают. Например, чтобы уменьшить давление здания на грунт, в процессе строительства увеличивают площадь нижней части фундамента.

Шины грузовых автомобилей делают значительно шире легковых автомобилей (обратите внимание на колеса какой-нибудь большой фуры). Самые широкие шины можно увидеть на автомобилях, предназначенных для передвижения в пустыне. Тот же самый «лайфхак» используется в шасси самолетов.

Обратная зависимость тоже используется, например, при создании лезвий колющих и режущих инструментов. Острое лезвие имеет малую площадь, поэтому даже при небольшом нажатии создается большое давление.

Задачка раз

Книга лежит на столе. Масса книги равна 0,6 кг. Площадь ее соприкосновения со столом равна 0,08 м2. Определите давление книги на стол.

Решение:

На стол будет давить сила, равная весу книги. Так как она покоится, ее вес будет равен силе тяжести. Следовательно:

p = mg/S = 0,6*10/0,08 = 75 Па

Ответ: давление книги на стол будет равно 75 Па

Задачка два

Гусеничный трактор ДТ-75М массой 6610 кг имеет опорную площадь обеих гусениц 1,4 м2. Определите давление этого трактора на почву.

Решение:

Возьмем небольшую доску и вобьем гвозди в ее углы. Также возьмем емкость с песком и поставим конструкцию из доски и гвоздей в эту емкость. Сначала расположим конструкцию так, как показано на рисунке — «шляпками» вниз — и поставим на нее гирю. Конструкция не потонет в песке, а только чуть-чуть углубится.

p=m⋅g/S = 6610⋅10/1,4 = 47 214Па = 47,2 кПа.

Ответ: давление трактора на почву составляет 47,2 кПа

Задачка три

Человек массой 80 кг с сумкой весом 100 Н стоит неподвижно на полу. Сила давления подошв его ботинок на пол равномерно распределена по площади 600 см2. Какое давление человек оказывает на пол?

Решение:

Масса человека: m = 80 кг.

Вес сумки, которую держит человек: Pc = 100 Н.

Площадь соприкосновения подошвы ботинок с полом: S = 600 кв. см.

600 кв. см = 600/10000 кв. м = 0,06 кв. м

Давление — это отношение силы к площади, на которую она действует. В данном случае на площадь действует сила, равная сумме силы тяжести человека и веса сумки:

Поэтому давление, оказываемое человеком с сумкой на пол, равно

p = (mg + Pc)/S = (80*10 + 100)/0,06 = 15 000 Па = 15 кПа

Ответ: давление человека, держащего сумку, на пол равно 15 кПа

Источник

Какое давление человек оказывает на пол

Задача № 4. Ширина лезвия коньков равна 5 мм, а длина той части лезвия, которая опирается на лед, составляет 17 см. Вычислите давление, производимое коньками на лед, если масса стоящего на коньках мальчика равна 55 кг.

Задача № 5. На какую площадь опирается лыжник массой 78 кг, если он оказывает давление 2,5 кПа?

Задача № 6. Колонна массой 6 т производит на опору давление 400 кПа. Определите площадь опоры колонны.

ОТВЕТ: р = рgh.

Задача № 8. Какое давление на фундамент оказывает мраморная колонна высотой 4 м?

Задача № 10 (повышенной сложности). На полу стоит сплошной стальной куб. Какова масса куба, если он оказывает на пол давление 9 кПа?

ОТВЕТ: 12 кг.

Краткая теория для решения задач.

Конспект урока «Задачи на давление твердых тел с решениями».

Источник

Лабораторная работа «Определение давления, оказываемого человеком на пол» (учебный проект)

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

«Определение давления, оказываемого человеком на пол»

Цель: научиться определять давление, оказываемое телом на поверхность.

Приборы и материалы: весы, линейка, лист бумаги в клетку.

3. Вычислить давление по формуле: p = P / S

4. Результаты эксперимента занесите в таблицу:

Это результаты наших измерений:

Вывод: Давление, которое оказывает ученик 7 класса на пол равно 8837 Па.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

ЕГЭ по физике: методика решения задач

Представлен проект лабораторной работы, разработанный обучающимися 7 класса на курсе «Проекты лабораторных работ по физике». Обучающиеся самостоятельно планируют выполнение работы, проводят измерения, оценивают результат, оформляют работу согласно требованиям. Потом представляют работу для защиты.

Темы проектов несложные, так как в 7 классе физику только начинают изучать.

Номер материала: ДБ-1347511

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Что влияет на выбор школьниками инженерных специальностей

Время чтения: 1 минута

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Минкультуры предложило создать совет по развитию библиотечного дела

Время чтения: 2 минуты

До конца года построят и отремонтируют более 780 школьных дорог

Время чтения: 1 минута

В украинском университете открылся первый в мире факультет TikTok

Время чтения: 1 минута

ЕГЭ в 2022 году может пройти в допандемийном формате

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Закон Паскаля

Давление

Идущий по рыхлому снегу человек будет в него постоянно проваливаться. А вот на лыжах он сможет передвигаться по тому же самому снегу спокойно. Казалось бы, ничего не меняется — человек воздействует на снег с одинаковой силой и на лыжах, и без них.

Дело в том, что «проваливание» в снег характеризуется не только силой — оно также зависит от площади, на которую эта сила воздействует. Площадь поверхности лыжи в 20 раз больше площади поверхности подошвы, поэтому человек, стоя на лыжах, действует на каждый квадратный сантиметр с силой в 20 раз меньшей, чем без них.

Или, например, если вы будете с одинаковой силой втыкать кнопки в пробковую доску, легче войдет та кнопка, у которой более заостренный конец, так как его площадь меньше.

Резюмируем: результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, к которой эта сила приложена.

А теперь подтвердим этот вывод опытами, как настоящие физики.

Возьмем небольшую доску и вобьем гвозди в ее углы. Также возьмем емкость с песком и поставим конструкцию из доски и гвоздей в эту емкость. Сначала расположим конструкцию шляпками вниз и поставим на нее гирю. Конструкция не утонет в песке, а только чуть-чуть углубится в него.

Затем перевернем конструкцию так, чтобы шляпки гвоздей оказались сверху и также поставим на доску гирю. Теперь конструкция утонет в песке.

От того, какая сила действует на каждую единицу площади поверхности, зависит результат действия силы.

Во всех примерах мы говорили о действии силы, перпендикулярной поверхности. Чтобы охарактеризовать это действие, используется величина давление.

Давление

p = F/S

p — давление [Па]

F — сила [Н]

S — площадь [м 2 ]

Как уменьшить или увеличить давление

Тяжелый гусеничный трактор производит давление на почву, равное 40–50 кПа. Мальчик массой 45 кг производит давление всего лишь в 3 раза меньше, чем такой трактор. Это связано с большой площадью гусениц трактора.

В зависимости от того, какое давление хотят получить, площадь опор уменьшают или увеличивают. Например, чтобы уменьшить давление здания на грунт, в процессе строительства увеличивают площадь нижней части фундамента.

Шины грузовых автомобилей делают значительно шире легковых автомобилей. Чтобы убедиться в этом, обратите внимание на колеса какой-нибудь большой фуры. Самые широкие шины можно увидеть на автомобилях, предназначенных для передвижения в пустыне. Тот же лайфхак используется в шасси самолетов.

Обратную зависимость тоже применяют, например, при создании лезвий колющих и режущих инструментов. Острое лезвие имеет малую площадь, поэтому даже при небольшом нажатии создается большое давление.

Задачка раз

Книга лежит на столе. Масса книги равна 0,6 кг. Площадь ее соприкосновения со столом равна 0,08 м2. Определите давление книги на стол.

Решение

На стол будет давить сила, равная весу книги. Так как она покоится, ее вес будет равен силе тяжести. Следовательно:

p = mg/S = 0,6 × 10 / 0,08 = 75 Па

Ответ: давление книги на стол будет равно 75 Па.

Задачка два

Решение:

p = mg/S = 6 610 × 10 / 1,4 = 47 214 Па = 47,2 кПа

Ответ: давление трактора на почву составляет 47,2 кПа.

Задачка три

Человек массой 80 кг с сумкой весом 100 Н стоит неподвижно на полу. Сила давления подошв его ботинок на пол равномерно распределена по площади 600 см2. Какое давление человек оказывает на пол?

Решение

Масса человека: m = 80 кг.

Вес сумки, которую держит человек: P_c = 100 Н.

600 см 2 = 600 / 10 000 м 2 = 0,06 м 2

Давление — это отношение силы к площади, на которую она действует. В данном случае на площадь действует сила, равная сумме силы тяжести человека и веса сумки:

Поэтому давление, оказываемое человеком с сумкой на пол, равно:

p = (mg + P_с) / S = (80 × 10 + 100) / 0,06 = 15 000 Па = 15 кПа

Ответ: давление человека с сумкой на пол равно 15 кПа.

Определение закона Паскаля

Итак, мы подошли к формулировке закона Паскаля, и звучит она так:

Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.

Обратите внимание — закон работает только с жидкостями и газами. Дело в том, что молекулы жидких и газообразных веществ под давлением ведут себя совсем не так, как молекулы твердых тел. Если молекулы жидкости и газа движутся почти свободно, то молекулы твердых тел так не умеют. Они могут лишь колебаться, немного отклоняясь от исходного положения. Именно благодаря свободному передвижению молекулы газа и жидкости оказывают давление во всех направлениях.

Рассмотрим опыт с шаром Паскаля, чтобы стало понятнее.

Присоединим к трубе с поршнем полый шар со множеством небольших отверстий. Зальем в шар воду и будем давить на поршень. Давление в трубе вырастет и вода будет выливаться через отверстия, причем напор всех струй будет одинаковым. Такой же результат получится, если вместо воды в шарике будет газ.

Давление жидкости

Из закона Паскаля следует, что раз давление передается одинаково во всех направлениях, то верхние слои жидкости давят на средние, средние — на нижние, нижние — на дно сосуда.

Давление внутри жидкости на одном и том же уровне одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Это утверждение проверяется с помощью манометра — прибора для измерения давления. Чем глубже мы измеряем давление, тем больше показания.

Давление столба жидкости

p = ρgh

ρ — плотность [кг/м 3 ]

h — высота столба жидкости [м]

g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]

На Земле g = 9,8 м/с 2

Формула давления столба жидкости часто требуется в задачах.

Задачка раз

На горизонтальном столе стоят два цилиндрических сосуда — узкий и широкий (см. рисунок). В узкий сосуд налита вода, в широкий — керосин. Уровень жидкости в сосудах одинаковый. Сравните давления p жидкостей в точках A, B, C, D и выберите правильную пару утверждений.

Решение

Давление столба жидкости прямо пропорционально ее плотности и высоте столба. Плотность воды больше плотности керосина, следовательно, давление в точке A больше давления в точке C. Давления в точках B и D равны.

Правильный ответ указан под номером 4.

Задачка два

Решение

Поскольку вода не вытекает из пробирки, давление столба высотой h₂ на жидкость в сосуде высотой h₁ уравновешено давлением, которое оказывает вода в сосуде на столб воды в пробирке. Сосуд открытый, поэтому на него действует внешнее давление, которое и передается столбу воды. В результате столб воды в пробирке не оказывает дополнительного давления на точку А, поэтому давление, оказываемое водой на дно сосуда в точке А, равно p = ρgh1. Тогда:

p = ρgh₁ = 998 × 10 × 0,3 = 2 994 Па

Источник

Определение давления производимого человеком на пол

Самое важное по теме: определение давления производимого человеком на пол с комментариями практикующих врачей. Все вопросы можете задать после статьи.

Домашняя лабораторная работа _ Определение давления, производимого человеком

Рекомендуется в качестве дополнительного задания для мотивированных учащихся

Просмотр содержимого документа
«Домашняя лабораторная работа _ Определение давления, производимого человеком»

Домашняя лабораторная работа №3

Определение давления, производимого человеком на пол.

Цель работы: определить давление человека на пол.

Оборудование и материалы: напольные весы, тетрадный лист в клетку.

Встать на тетрадный лист и обвести свою стопу.

Для определения площади своей стопы подсчитать число полных клеточек и отдельно – неполных клеточек. Число неполных клеточек уменьшить вдвое, к полученному результату прибавить число полных клеточек и умножить на площадь одной клетки. Вычислить площадь одной стопы.

Используя напольные весы, определить массу своего тела.

Используя формулу давления твердого тела, определите давление, производимое на пол (все величины должны быть выражены в системе СИ). Не забудьте, что человек стоит на двух ногах!

Сделать вывод о результатах работы. К работе приложите лист с контуром стопы.

Выполнил (-а) ученик(-ца) 7 «_» класса ____________________

Исследовательский проект «Исследование давления, производимое человеком на поверхность»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2 г. Ершова

Исследовательский проект «Исследование давления, производимое человеком на поверхность»

Выполнил: Тяпкин Андрей ученик 7 «В» класса Руководитель проекта: учитель физики Е.В. Филиппова

Практическая значимость нашего исследования заключается в сформулированных способах повышения и понижения давления, которое производит человек (предмет) на поверхность. Данная работа имеет практическое значение и может быть использована на уроках физики или факультативных занятиях, а также для самообразования учащихся.

Актуальность нашего исследования заключается в том, чтобы показать практическое применение в быту и производстве увеличение и уменьшение давления на опору, а также влияние площади подошвы обуви на организм человека.

Цель работы: Изучение и определение давления. Развитие умения и навыков решения физических задач, применения полученных теоретических знаний на практике, в конкретной ситуации.

Проблема исследования видится в необходимости определения давления человека (предмета) на опору и его применения в жизни человека (быту, производстве…).

1. Изучение литературы по данной проблеме.

2. Изучение формул для определения площади опоры и давления, производимого человеком на эту опору.

3. Вычисление давления человека на поверхность в зависимости от обуви.

4. Изучение способов уменьшения и увеличения давления.

5. Рассмотреть способы уменьшения и увеличения давления на конкретных примерах.

Объект исследования: давление, которое производит человек на опору.

Предмет исследования: определение давления человека (предмета) на опору и его применения в жизни человека (быту, производстве…).

Методы работы: изучение литературы, расчёты, сравнение и анализ, эксперимент.

Гипотеза исследования: если правильно рассчитать давление человека (предмета) на опору, то можно уменьшить или увеличить давление, а это необходимо для проведения каких-либо работ (экспериментов, опытов) в быту или производстве.

Что такое давление?

По рыхлому снегу человек идёт с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но надев лыжи, он может идти почти, не проваливаясь в него. На лыжах или без них человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу P= F тяж = mg. Однако действие этой силы в обоих случаях различно, потому что разная площадь поверхности, на которую давит человек с лыжами и без них. Площадь поверхности лыжи почти в 20 раз больше поверхности подошвы, поэтому стоя на лыжах человек, действует на каждый квадратный сантиметр площади поверхности снега с силой в 20 раз меньшей, чем стоя на снегу без лыж.

Результат действия силы зависит не только от её модуля, направления и точки приложения, но и от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует.

Единица давления Па, названа в честь французского учёного Блеза Паскаля.

Способы увеличения и уменьшения давления

Тяжелый гусеничный трактор производит на почву давление 60 кПа, т. е. всего в 2—3 раза больше, чем давление мальчика сой 45 кг. Это объясняется тем, что вес трактора распределяется большую площадь. А мы установили, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, 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 здания, увеличивают площадь нижней части фундамента.

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

Тяжелые машины, такие, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдет человек.

Это давление в 1000 раз больше давления, производимого гусеничным трактором на почву.

Лезвие режущих и острие колющих инструментов (ножей, ножниц, резцов, пил, игл и др.) остро оттачивают. Острое лезвие имеет маленькую площадь, поэтому при помощи даже малой силы создается большое давление, и таким инструментом легко работать.

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

Определим давление, которое мы производим при ходьбе и стоя на месте. Для этого нам потребуются напольные весы, чтобы определить массу нашего тела, а также необходимо вычислить площадь нашей подошвы обуви, в которой мы проводим эксперимент.

Площадь нашей подошвы обуви мы определим таким образом:

Тема: определение давления, производимого человеком на пол.

Цель: используя формулу, определить давление человека на пол.

Оборудование: напольные весы, тетрадный лист в клетку.

1. Встать на тетрадный лист и обвести свою стопу.
2. Для определения площади своей стопы подсчитать число полных клеточек и отдельно – неполных клеточек. Число неполных клеточек уменьшить вдвое, к полученному результату прибавить число полных клеточек, сумму разделить на четыре. Это и есть площадь одной стопы.
3. Используя напольные весы, определить массу своего тела.
4. Используя формулу давления твердого тела, определите давление, производимое на пол (все величины должны быть выражены в системе СИ). Не забудьте, что человек стоит на двух ногах!
5. Сделать вывод о результатах работы. К работе приложите лист с контуром стопы

Человек стоит на полу. Масса его 60 кг. Площадь подошв 400 см2. Какое давление

Задача №3.1.1 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Давление (p) — это скалярная величина, равная отношению действующей силы к площади опоры (S). Человек действует на пол своим весом, который в данном случае равен силе тяжести (mg). Поэтому:

Переведем площадь в систему СИ:

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Если Вам понравилась задача и ее решение, то Вы можете поделиться ею с друзьями с помощью этих кнопок.

Домашние лабораторные работы по физике для учащихся 7-го класса

Разделы: Физика

Перечень и последовательность работ соответствует программе ФГОС.

ДЛР-1

Тема: определение средней скорости движения человека.

Цель: используя формулу скорости, определить быстроту движения человека.

Оборудование: мобильный телефон, линейка.

Ход работы:

1. Линейкой определить длину своего шага.
2. Пройти по всей квартире, считая количество шагов.
3. Используя секундомер мобильного телефона, определить время своего движения.
4. Используя формулу скорости, определить быстроту движения (все величины должны быть выражены в системе СИ).
5. Сделать вывод о результатах работы.

ДЛР-2

Тема: определение плотности молока.

Цель: проверить качество продукта, сравнивая значение табличной плотности вещества с экспериментальной.

Оборудование: пакет молока, таблица плотности вещества, линейка.

Ход работы:

1. Измерить массу пакета молока, воспользовавшись контрольными весами в магазине (на пакете должен быть маркировочный талон).
2. Линейкой определить размеры пакета: длину, ширину, высоту, – перевести данные измерения в систему СИ и вычислить объем пакета.
3. Используя формулу, рассчитать плотность молока в пакете.
4. Сравнить полученные данные с табличным значением плотности.
5. Сделать вывод о результатах работы.

ДЛР-3

Тема: определение веса пакета молока.

Цель: используя значение табличной плотности вещества, рассчитать вес пакета молока.

Оборудование: пакет молока, таблица плотности вещества, линейка.

Ход работы:

1. Линейкой определить размеры пакета: длину, ширину, высоту,- перевести данные измерения в систему СИ и вычислить объем пакета.
2. Используя значение табличной плотности молока, определить массу пакета.
3. По формуле определить вес пакета.
4. Изобразить графически линейные размеры пакета и его вес (два чертежа).
5. Сделать вывод о результатах работы.

ДЛР-4

Тема: определение давления, производимого человеком на пол.

Цель: используя формулу, определить давление человека на пол.

Оборудование: напольные весы, тетрадный лист в клетку.

Ход работы:

1. Встать на тетрадный лист и обвести свою стопу.
2. Для определения площади своей стопы подсчитать число полных клеточек и отдельно – неполных клеточек. Число неполных клеточек уменьшить вдвое, к полученному результату прибавить число полных клеточек, сумму разделить на четыре. Это и есть площадь одной стопы.
3. Используя напольные весы, определить массу своего тела.
4. Используя формулу давления твердого тела, определите давление, производимое на пол (все величины должны быть выражены в системе СИ). Не забудьте, что человек стоит на двух ногах!
5. Сделать вывод о результатах работы. К работе приложите лист с контуром стопы.

ДЛР-5

Тема: проверка явления гидростатического парадокса.

Цель: используя общую формулу давления, определить давление жидкости на дно сосуда.

Оборудование: мерный сосуд, стакан с высокими стенками, ваза, линейка.

Ход работы:

1. Линейкой определить высоту налитой жидкости в стакан и вазу; она должна быть одинаковой.
2. Определить массу жидкости в стакане и вазе; для этого воспользуйтесь мерным сосудом.
3. Определите площади дна стакана и вазы; для этого измерьте линейкой диаметр дна и воспользуйтесь формулой площади круга.
4. Используя общую формулу давления, определите давление воды на дно в стакане и вазе (все величины должны быть выражены в системе СИ).
5. Ход эксперимента проиллюстрируйте рисунком.
6. Сделать вывод о результатах работы.

ДЛР-6

Тема: определение плотности человеческого тела.

Цель: используя закон Архимеда и формулу расчета плотности, определить плотность человеческого тела.

Оборудование: литровая банка, напольные весы.

Ход работы:

1. Наполнить ванну водой, по краю пометить уровень воды.
2. Погрузиться в ванну. Уровень жидкости при этом увеличится. По краю сделать пометку.
3. Используя литровую банку, определите свой объем: он равен разности объемов, помеченных по краю ванны. Переведите полученный результат в систему СИ.
4. Используя напольные весы, определите свою массу.
5. По формуле определите плотность своего тела.
6. Сделать вывод о результатах работы.

ДЛР-7

Тема: определение Архимедовой силы.

Цель: используя закон Архимеда, определить выталкивающую силу, действующую со стороны жидкости на человеческое тело.

Оборудование: литровая банка, ванна.

Ход работы:

1. Наполнить ванну водой, по краю пометить уровень воды.
2. Погрузиться в ванну. Уровень жидкости при этом увеличится. По краю сделать пометку.
3. Используя литровую банку, определите свой объем: он равен разности объемов, помеченных по краю ванны. Переведите полученный результат в систему СИ.
4. Используя закон Архимеда, определите выталкивающее действие жидкости.
5. Проиллюстрируйте произведенный эксперимент, указав вектор силы Архимеда.
6. Сделайте вывод по результатам работы.

ДЛР-8

Тема: определение условий плавания тела.

Цель: используя закон Архимеда, определить местонахождение своего тела в жидкости.

Оборудование: литровая банка, напольные весы, ванна.

Ход работы:

1. Наполнить ванну водой, по краю пометить уровень воды.
2. Погрузиться в ванну. Уровень жидкости при этом увеличится. По краю сделать пометку.
3. Используя литровую банку, определите свой объем: он равен разности объемов, помеченных по краю ванны. Переведите полученный результат в систему СИ.
4. Используя закон Архимеда, определите выталкивающее действие жидкости.
5. С помощью напольных весов измерьте свою массу и рассчитайте свой вес.
6. Сравните свой вес с величиной Архимедовой силы и определите местонахождение своего тела в жидкости.
7. Проиллюстрируйте произведенный эксперимент, указав вектора веса и силы Архимеда.
8. Сделайте вывод по результатам работы.

ДЛР-9

Тема: определение работы по преодолению силы тяжести.

Цель: используя формулу работы, определить физическую нагрузку человека при совершении прыжка.

Оборудование: напольные весы, линейка.

Ход работы:

1. Линейкой определить высоту своего прыжка.
2. С помощью напольных весов определить свою массу.
3. Используя формулу, определить работу, необходимую для совершения прыжка (все величины должны быть выражены в системе СИ).
4. Сделать вывод о результатах работы.

ДЛР-10

Тема: определение скорости приземления.

Цель: используя формулы кинетической и потенциальной энергии, закон сохранения энергии, определить скорость приземления при совершении прыжка.

Оборудование: напольные весы, линейка.

Ход работы:

1. Линейкой определить высоту стула, с которого будет производиться прыжок.
2. С помощью напольных весов определить свою массу.
3. Используя формулы кинетической и потенциальной энергии, закон сохранения энергии, вывести формулу для расчета скорости приземления при совершении прыжка и выполнить необходимые расчеты (все величины должны быть выражены в системе СИ).
4. Сделать вывод о результатах работы.

Единица давления – ньютон на квадратный метр ( 1 Н / м 2 ). В честь французского ученого Блеза Паскаля она называется паскалем (Па). Таким образом,

Используется также другие единицы давления: гектопаскаль (гПа) и килопаскаль (кПа).

Запишем условие задачи и решим её.

В единицах СИ: S = 0,03 м 2

P = 9,8 Н · 45 кг ≈ 450 Н,

p = 450/0,03 Н / м 2 = 15000 Па = 15 кПа

‘Ответ’: p = 15000 Па = 15 кПа

Тяжелый гусеничный трактор производит на почву давление равное 40 – 50 кПа, т. е. всего в 2 – 3 раза больше, чем давление мальчика массой 45 кг. Это объясняется тем, что вес трактора распределяется на бóльшую площадь за счёт гусеничной передачи. А мы установили, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору.

В зависимости от того, нужно ли получить малое или большое давление, площадь опоры увеличивается или уменьшается. Например, для того, чтобы грунт мог выдержать давление возводимого здания, увеличивают площадь нижней части фундамента.

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

Тяжелые машины, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдет человек.

p = 50 Н/ 0, 000 001 м 2 = 50 000 000 Па = 50 000 кПа.

Для сравнения, это давление в 1000 раз больше давления, производимого гусеничным трактором на почву. Можно найти еще много таких примеров.

Лезвие режущих и острие колющих инструментов (ножей, ножниц, резцов, пил, игл и др.) специально остро оттачивается. Заточенный край острого лезвия имеет маленькую площадь, поэтому при помощи даже малой силы создается большое давление, и таким инструментом легко работать.

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

Мы уже знаем, что газы, в отличие от твердых тел и жидкостей, заполняют весь сосуд, в котором находятся. Например, стальной баллон для хранения газов, камера автомобильной шины или волейбольный мяч. При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона, камеры или любого другого тела, в котором он находится. Давление газа обусловлено иными причинами, чем давление твердого тела на опору.

Известно, что молекулы газа беспорядочно движутся. При своем движении они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором находится газ. Молекул в газе много, поэтому и число их ударов очень велико. Например, число ударов молекул воздуха, находящегося в комнате, о поверхность площадью 1 см 2 за 1 с выражается двадцатитрехзначным числом. Хотя сила удара отдельной молекулы мала, но действие всех молекул на стенки сосуда значительно, — оно и создает давление газа.

Итак, давление газа на стенки сосуда (и на помещенное в газ тело) вызывается ударами молекул газа.

Рассмотрим следующий опыт. Под колокол воздушного насоса поместим резиновый шарик. Он содержит небольшое количество воздуха и имеет неправильную форму. Затем насосом откачиваем воздух из-под колокола. Оболочка шарика, вокруг которой воздух становится все более разреженным, постепенно раздувается и принимает форму правильного шара.

Как объяснить этот опыт?

В нашем опыте движущиеся молекулы газа непрерывно ударяют о стенки шарика внутри и снаружи. При откачивании воздуха число молекул в колоколе вокруг оболочки шарика уменьшается. Но внутри шарика их число не изменяется. Поэтому число ударов молекул о внешние стенки оболочки становится меньше, чем число ударов о внутренние стенки. Шарик раздувается до тех пор, пока сила упругости его резиновой оболочки не станет равной силе давления газа. Оболочка шарика принимает форму шара. Это показывает, что газ давит на ее стенки по всем направлениям одинаково. Иначе говоря, число ударов молекул, приходящихся на каждый квадратный сантиметр площади поверхности, по всем направлениям одинаково. Одинаковое давление по всем направлениям характерно для газа и является следствием беспорядочного движения огромного числа молекул.

Попытаемся уменьшить объем газа, но так, чтобы масса его осталась неизменной. Это значит, что в каждом кубическом сантиметре газа молекул станет больше, плотность газа увеличится. Тогда число ударов молекул о стенки увеличится, т. е. возрастет давление газа. Это можно подтвердить опытом.

На рисунке а изображена стеклянная трубка, один конец которой закрыт тонкой резиновой пленкой. В трубку вставлен поршень. При вдвигании поршня объем воздуха в трубке уменьшается, т. е. газ сжимается. Резиновая пленка при этом выгибается наружу, указывая на то, что давление воздуха в трубке увеличилось.

Наоборот, при увеличении объема этой же массы газа, число молекул в каждом кубическом сантиметре уменьшается. От этого уменьшится число ударов о стенки сосуда – давление газа станет меньше. Действительно, при вытягивании поршня из трубки объем воздуха увеличивается, пленка прогибается внутрь сосуда. Это указывает на уменьшение давления воздуха в трубке. Такие же явления наблюдались бы, если бы вместо воздуха в трубке находился бы любой другой газ.

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

Следовательно, давление газа в закрытом сосуде тем больше, чем выше температура газа, при условии, что масса газа и объем не изменяются.

Из этих опытов можно сделать общий вывод, что давление газа тем больше, чем чаще и сильнее молекулы ударяют о стенки сосуда.

В отличие от твердых тел отдельные слои и мелкие частицы жидкости и газа могут свободно перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Достаточно, например, слегка подуть на поверхность воды в стакане, чтобы вызвать движение воды. На реке или озере при малейшем ветерке появляется рябь.

Подвижностью частиц газа и жидкости объясняется, что давление, производимое на них, передается не только в направлении действия силы, а в каждую точку. Рассмотрим это явление подробнее.

На рисунке, а изображен сосуд, в котором содержится газ (или жидкость). Частицы равномерно распределены по всему сосуду. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться вверх и вниз.

Прилагая некоторую силу, заставим поршень немного переместиться внутрь и сжать газ (жидкость), находящийся непосредственно под ним. Тогда частицы (молекулы) расположатся в этом месте более плотно, чем прежде(рис, б). Благодаря подвижности частицы газа будут перемещаться по всем направлениям. Вследствие этого их расположение опять станет равномерным, но более плотным, чем раньше (рис, в). Поэтому давление газа всюду возрастет. Значит, добавочное давление передается всем частицам газа или жидкости. Так, если давление на газ (жидкость) около самого поршня увеличится на 1 Па, то во всех точках внутри газа или жидкости давление станет больше прежнего на столько же. На 1 Па увеличится давление и на стенки сосуда, и на дно, и на поршень.

Давление, производимое на жидкость или газ, передается на любую точку одинаково во всех направлениях.

Это утверждение называется законом Паскаля.

На основе закона Паскаля легко объяснить следующие опыты.

На рисунке изображен полый шар, имеющий в различных местах небольшие отверстия. К шару присоединена трубка, в которую вставлен поршень. Если набрать воды в шар и вдвинуть в трубку поршень, то вода польется из всех отверстий шара. В этом опыте поршень давит на поверхность воды в трубке. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, давление поршня передается в каждую точку жидкости, заполняющей шар. В результате часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, вытекающих из всех отверстий.

Если шар заполнить дымом, то при вдвигании поршня в трубку из всех отверстий шара начнут выходить одинаковые струйки дыма. Это подтверждает, что и газы передают производимое на них давление во все стороны одинаково.

На жидкости, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести. Поэтому, каждый слой жидкости, налитой в сосуд, своим весом создает давление, которое по закону Паскаля передается по всем направлениям. Следовательно, внутри жидкости существует давление. В этом можно убедиться на опыте.

В стеклянную трубку, нижнее отверстие которой закрыто тонкой резиновой пленкой, нальем воду. Под действием веса жидкости дно трубки прогнется.

Опыт показывает, что, чем выше столб воды над резиновой пленкой, тем больше она прогибается. Но всякий раз после того, как резиновое дно прогнулось, вода в трубке приходит в равновесие (останавливается), так как, кроме силы тяжести, на воду действует сила упругости растянутой резиновой пленки.

Калькулятор рассчитывает давление в гравитационном поле тела заданной массы на поверхность заданной площади. Результат выводится в разных единицах давления.

Калькулятор рассчитывает давление оказываемое телом заданной массы на поверхность заданной площади в гравитационном поле.

Приведем определение давления из Википедии.
Давление — физическая величина, равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади:

Среднее давление по всей поверхности есть отношение силы к площади поверхности:

Для тела, находящегося в гравитационном поле, сила, действующая на площадь, известна — это его вес, или
, где g — ускорение свободного падения, метр, на секунду в квадрате.

Таким образом, итоговая формула давления тела на поверхность:

По умолчанию значение g в калькуляторе равно 9.80665, что примерно соответствует гравитационному полю Земли. Значение площади примерно соответствует площади подошв взрослого человека.
Ответ выдается в метрических единицах, паскалях, ну и для удобства в некоторых других единицах измерения давления, используемых в калькуляторе Конвертер единиц давления

Исследовательская работа по физике «Исследование зависимости давления твердых тел от сил давления и от площади поверхности, на которую действует сила давления»

Исследовательская работа по физике

«Исследование зависимости давления твердых тел от сил давления и от площади поверхности, на которую действует сила давления»

Цель: исследовать зависимость давления от силы давления и площади поверхности, на которую действует сила давления и выяснить зависимость давления от высоты каблука обуви.

обувь с разной площадью подошвы;

1.Рассмотреть основные понятия темы.

В процессе работы использовались следующие методы исследования:

1.теоретические (моделирование, проведение аналогий, сравнительного анализа, обобщение)

2. эмпирические (проведение эксперимента).

3. математические (метод визуализации данных)

Что такое давление? Давление – это физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

Единица давления – Паскаль (Па).

Используя также другие единицы давления: гектопаскаль (гПа) и килопаскаль (кПа)

1 кПа = 1000 Па 1 Па = 0,001 кПа

1 гПа = Па 1 Па = 0,01 гПа

Методика вычисления площади тел неправильной формы такова:

– подсчитываем количество квадратов целых,

– подсчитываем количество квадратов известной площади не целых и делим пополам,

-суммируем площади целых и нецелых квадратов

Для этого я с помощью карандаша обвела края подметки и каблука; посчитала число полных (В) и неполных клеток (С) и определила площадь одной клетки (Sк);
S1 = (В + С/2) · Sк

. 758 х1/4см2= 129, 5 см2 – S опоры

129,5см2 = 0,01295 м2

Организация опыта №1

Цель: определить зависимость давления твердого тела от силы давления при неизменной площади опоры.

Для того чтобы выполнить задачу исследования мы измерим массу исследуемого ученика, а затем измерим массу ученика с рюкзаком в 1,3,5 кг на электронных весах, не меняя его площадь опоры.

Кстати, вес ранца с учебным комплектом не должен превышать
1-2 классы 1,5 кг
3-4 классы 2,5 кг
5-6 классы 3 кг
7-8 классы 3,5 кг
9-11 классы 3,5-4 кг

1. P =Fg/S=400H/0,0295 м2=13559,3 н/м2

2. P =Fg/S=410H/0,0295 м2=13898,3 н/м2

3. P =Fg/S=430H/0,0295 м2=14576,3 н/м2

4. P =Fg/S=450H/0,0295 м2=15254,2 н/м2

Построив график зависимости давления твердого тела от силы давления, сделали вывод.

Вывод: давление твердого тела на опору с увеличением силы давления увеличивается.

Организация опыта №2

Цель: определить зависимость давления твердого тела от площади опоры.

Вычислим площадь, не меняя массы:

– одной ступни ученика в обуви;

– площадь опоры на 2-х ногах;

– площадь ученика лежа (допущение – масса распределена равномерно).

-Площадь одной ступни в обуви S =129,5 см2= 0,01295 м2,

Давление на одной ноге: Р=400Н:0,01295 м2=27118,6Па

-Площадь двух ступней в обуви S = 259 см2= 0,0259м2

Давление на двух ногах: Р=400Н:0,0295 м2=13559,3Па

-Площадь ученика лежа.

Разделив для удобства и быстроты вычисления площадь опоры лежачего ученика на 5 частей

Суммарная площадь лежащего ученика: S = 3435 см2 =0,3435 м2

Давление лежа: Р=400Н: 0,3435 м2=1164Па

Построив график зависимости давления твердого тела от площади опоры, сделали вывод.

Вывод: с увеличением площади опоры твердого тела при неизменной силе давления давление тела на опору уменьшается

Чем больше масса ученика, тем больше сила давления, тем больше давление, производимое телом на опору (пол). Между силой давления и давлением тела существует прямая зависимость.

Чем больше площадь опоры тела при неизменной массе (силе давления), тем меньше давление, оказываемое телом на опору. Между давлением и площадью опоры тела существует обратная зависимость.

Организация опыта №3

Цель: Рассчитать давление, создаваемое на стопу в зависимости от площади подошвы обуви, а значит и от высоты каблука

Широкий каблук – 2 см

Толстый каблук – 10 см

По расчетам ученых при ходьбе это давление еще увеличивается более чем в два раза.

В результате исследования увидели, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору. А также что давление, оказываемое на стопу в обуви на высокой шпильке высотой 10 см, почти в два раза превышает давление, оказываемое на стопу в обуви на маленьком каблуке высотой 2 см и сравнимо с давлением, которое оказывает гусеничный трактор на почву.

Слон давит на 1 квадратный сантиметр поверхности в 25 раз с меньшим весом, чем женщина на 13 сантиметровом каблуке.

Потом представили что будет, если женщина массой 70 кг случайно наступит кому-нибудь на ногу своим каблучком или своей шпилькой. Площадь на которую при этом опирается женщина, будет равна для каблучка Sк = 4 см2 = 0,0004 м2 и для шпильки Sш = 1 см2 = 0,0001 м2.

В результате измерений пришли к выводу, что давление, оказываемое одной шпилькой приблизительно равно давлению, которое оказывают 137 гусеничных тракторов, а давление каблука оказалось в 4 раза меньше давления шпильки на горизонтальную поверхность. Так что берегите свои ноги от чужих каблуков.

Каблуки – главнейшая причина возникновения плоскостопия у женщин

При ношении каблуков происходит повышение и смещение ближе к оси тела центра тяжести, что приводит к усилению нагрузки на передний отдел стопы и подворачивание стопы внутрь. Поэтому чем меньше каблук, тем лучше.

При развитии плоскостопия снижается важнейшая функция стоп – смягчение ударных нагрузок при быстрой ходьбе, беге, прыжках. Впоследствии появляются трудности с долгим стоянием в одной позе, а также нарушается плавность походки.

Отказываться полностью от каблуков тоже нельзя, даже при диагнозе плоскостопии. Если у вашей обуви отсутствует высота, многие любят носить балетки, кеды, мокасины — у вас также повышаются шансы к развитию плоскостопия и можно так же попасть к ортопеду.

Получается противоречие, какое-то, не так ли? Высокую обувь носить нельзя, кеды, балетки тоже. Можно и нужно носить обувь на каблуке, а идеальным вариантом в исчислении каблука станет формула, с помощью которой вычисляется его высота: Надо измерить длину стопы в сантиметрах и разделить её на семь.

Источники

Добрый день! Меня зовут Екатерина. Я уже более 6 лет работаю в медицинском центре. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать разнообразные вопросы. Все материалы для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести в доступном виде всю необходимую информацию. Перед применением описанного на сайте всегда необходима ОБЯЗАТЕЛЬНАЯ консультация с профессионалами.

Источник