Чтобы понять, что такое давление в физике, рассмотрим простой и знакомый каждому пример. Какой?

В ситуации, когда надо порезать колбасу, мы воспользуемся наиболее острым предметом - ножом, а не ложкой, расческой или пальцем. Ответ очевиден - нож острее, и вся прикладываемая нами сила распределяется по очень тонкой кромке ножа, принося максимальный эффект в виде отделения части предмета, т.е. колбасы. Другой пример - мы стоим на рыхлом снегу. Ноги проваливаются, идти крайне неудобно. Почему же тогда мимо нас с легкостью и на большой скорости проносятся лыжники, не утопая и не путаясь все в таком же рыхлом снегу? Очевидно, что снег одинаков для всех, как для лыжников, так и для пешеходов, а вот оказываемое на него воздействие - различно.

При примерно схожем давлении, то есть весе, площадь поверхности, давящей на снег, сильно различается. Площадь лыж намного больше площади подошвы обуви, и, соответственно, вес распределяется по большей поверхности. Что же помогает или, наоборот, мешает нам эффективно воздействовать на поверхность? Почему острый нож качественнее разрезает хлеб, а плоские широкие лыжи лучше удерживают на поверхности, уменьшая проникновение в снег? В курсе физики седьмого класса для этого изучают понятие давления.

Давление в физике

Силу, которую прикладывают к какой-либо поверхности, называют силой давления. А давление - это физическая величина, которая равна отношению силы давления, приложенной к конкретной поверхности, к площади этой поверхности. Формула расчета давления в физике имеет следующий вид:

где p - давление,
F - сила давления,
s - площадь поверхности.

Мы видим, как обозначается давление в физике, а также видим, что при одной и той же силе давление больше в случае, когда площадь опоры или, другими словами, площадь соприкосновения взаимодействующих тел, меньше. И, наоборот, с увеличением площади опоры, давление уменьшается. Именно поэтому, более острый нож лучше разрезает любое тело, а гвозди, забиваемые в стену, делают с острыми кончиками. И именно поэтому, лыжи удерживают на снегу гораздо лучше, чем их отсутствие.

Единицы измерения давления

Единицей измерения давления является 1 ньютон на метр квадратный - это величины, уже известные нам из курса седьмого класса. Также мы можем перевести единицы давления Н/м2 в паскали, - единицы измерения, названные в честь французского ученого Блеза Паскаля, который вывел, так называемый, Закон Паскаля . 1 Н/м = 1 Па. На практике применяются также и другие единицы измерения давления - миллиметры ртутного столба, бары и так далее.

В настоящий момент времени, давлением принято называть такую физическую величину, которая равняется отношению силы, действующей перпендикулярно некоторой поверхности, непосредственно к площади этой поверхности. Ну а вот под силой давление, имеют ввиду силу, что перпендикулярно действует по отношению к некоторой, определенной поверхности. Может показаться, что на этом заканчиваются основные отличия двух этих понятий. На самом деле, это совершенно не так и в том случае, если вам интересны более подробные нюансы, касательно отличий обоих этих понятий, вам потребовалось бы потратить немного больше времени на то, чтобы понять в каких случаях ими чаще всего пользуются.

Основные отличительные особенности давления и силы давления

В первую очередь, отметить следовало бы то, что давление — это скалярная величина , у которой не может быть какого-либо направления. Принято считать, что давление нужно для того, чтобы охарактеризовать состояние так называемой «сплошной среды». По этой причине, такое понятие и выступает в качестве диагонального компонента тензора напряжения. Последний, представляет собой тензор, относящийся ко второму рангу. Состоит он из таких девяти величин, которые предусмотрены здесь для того, чтобы в произвольной точке нагруженного тела, представлять механическое напряжение.


Как известно, давление является интенсивной физической величиной, для обозначение которой, пользуются символом p, который походит от латинского слова pressura , дословный перевод которого и обозначает давление. Нельзя не отметить также и того, что в настоящий момент времени, такое слово, как «давление», может быть применено по отношению к самым разным областям человеческой деятельности. Так, к примеру, сейчас принято различать такие понятия, как артериальное давление, атмосферное давление, давление света, а также диффузионное давление.

Если большая часть вышеупомянутых терминов, достаточной популярностью — не пользуются, а об артериальном давление совершенно не уместно говорить в нашем сегодняшнем обзоре, то вот атмосферное давление, заслуживает некоего вашего внимания. Измеряется оно барометром и равняется весу вышележащего столба воздуха, площадь основания которого — единица. Ну а вот если на тело и действует такая сила, что под ее воздействием оно в конечном итоге деформируется, то такое понятие, вполне уместно называть силой давления.

Роль силы давления, может отыгрывать любая сила. В качестве таковой, может быть использован вес тела, которому без каких-либо проблем удалось бы деформировать опору или такая сила, под воздействием которой, определенное тело прижимается к поверхности. Также, как и любая другая сила, это понятие, принято измерять в ньютонах, что говорит об еще одном, не менее важном отличие рассматриваемых нами сегодня понятий, ведь обыкновенное давление, измеряется в паскалях.

Отметить следовало бы также и то, что роль силы давления помимо одного только веса, может выполнить и любая другая сила упругости. Кстати говоря, что касается непосредственно самого давления. Изменить его тем или иным образом вам удастся только в том случае, если вы поменяете силу давления, ну или по крайней мере, измените поверхность на которую эта сила воздействует.

Выводы

Ввиду всего вышеперечисленного, чтобы составить некую картину происходящего и предоставить вам возможность все таки дать ответ на вопрос: чем давление отличается от силы давления, спешим представить вашему вниманию несколько, наиболее важных моментов. Не забывайте, что давление — это физическая величина, которая равняется отношению той силы давления, которая прикладывается к данной поверхности, к площади этой же поверхности. В то самое время, силой давления, называют ту силу, которая перпендикулярно прикладывается к поверхности.

С учетом этого, мы и можем говорить, что давление отнесено к единице площади , ну а вот сила, относится уже ко всей площади дна, которую в современной физике, обозначают букой Н. Даже если не учитывать того, что в случае обоих этих понятий, принято пользоваться совершенно разными единицами измерений, можно говорить что эти явления — совершенно разные. По сути дела, давление — это обыкновенная характеристика, которая может быть сравнима с освещенностью, в то время, как сила давления — это то непосредственное воздействие, которое было таким явлением вызвано.

Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле "Under pressure". Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.

Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?

По определению:

Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.

В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p . Единица измерения давления – 1 Паскаль . Русское обозначение – Па , международное – Pa .

Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.

Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:

где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.

Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:

• атмосфера;
• миллиметр ртутного столба;
• миллиметр водяного столба;
• метр водяного столба;
• килограмм-сила.

В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.

Например, когда вы слушаете или читаете прогноз погоды, там и речи не идет о паскалях. Говорят о миллиметрах ртутного столба. Один миллиметр ртутного столба – это 133 Паскаля. Если вы ездите за рулем, то наверное знаете, что нормальное давление в колесах легкового автомобиля - около двух атмосфер .

Атмосферное давление

Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.

Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.

Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па . Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия . Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.

Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.

Артериальное давление

Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.

Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.

Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80 , то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180 , то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.

Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?

Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.

Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.

Но почему в измерении артериального давления две цифры?

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.

При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.

Физический вакуум

Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.

В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.

Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики . А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.