Հիմնական նյութ

Դասընթաց․ (7-րդ դասարան. ֆիզիկա) > Բաժին 5

Դաս 1: Ճնշմում և ճնշման ուժ

Ի՞նչ է ճնշումը

Ի՞նչ է ճնշումը

Ճնշումը ուժի նման մի բան է, բայց ոչ այնքան նման։

Ինչ է ճնշումը

Եթե փորձես մեխել բոուլինգի կեգլին պատին, հավանաբար ոչինչ էլ տեղի չի ունենա՝ բացի նրանից, որ կեգլիի տերը կորոշի քեզ այն այլևս չտալ։ Սակայն եթե փորձես նույն ուժով մեխել մեխը, ապա այն ավելի մեծ հավանականությամբ կմտնի պատի մեջ։ Սա ցույց է տալիս, որ երբեմն բավարար չէ ուժի մեծությունը իմանալը. պետք է նաև իմանալ, թե ինչպես է այդ ուժը բաշխված ազդման մակերևույթով։ Մեխի դեպքում պատի ու մեխի միջև ամբողջ ուժը կենտրոնացած է մեխի սուր ծայրի շատ փոքր մակերեսում։ Բայց կեգլիի դեպքում պատին հպվող մակերեսը շատ ավելի մեծ է, այդ իսկ պատճառով էլ ուժը շատ ավելի քիչ է կենտրոնացված։

Այս սկզբունքը հստակեցնելու համար օգտագործում ենք ճնշման գաղափարը։ Ճնշումը սահմանվում է որպես միավոր մակերեսի վրա ազդող ուժ։

P = \frac{F}{S}

Այսպիսով՝ մեծ ճնշում ստեղծելու համար կարող եք ազդել մեծ ուժով կամ ավելի փոքր մակերեսի վրա (կամ անելով երկուսն էլ)։ Այլ կերպ ասած՝ կարող եք անվնաս պառկել մեխերից պատրաստված անկողնու վրա, եթե մեխերի ծայրերի ընդհանուր մակերևույթի մակերեսը բավական մեծ լինի։

Այո, մարդիկ սա անում են։ Քանի որ ուժի բաշխման ընդհանուր մակերեսը հաշվի է առնվում, ապա մեխերի ընդհանուր մակերեսը կարող է փոքրացնել ճնշումը, որ ստեղծում է ծանրության ուժը։ Բայց մեխերի թիվը պետք է շատ լինի, որպեսզի այս փորձը հաջողվի։

Սահմանումից նաև հետևում է, որ ճնման միավորը նյուտոն մետր քառակուսին է՝

\frac{Ն}{մ^{2}}

, որը նաև անվանում ենք պասկալ կամ համառոտ՝

Պա

Բլեզ Պասկալը 17-րդ դարի գիտնական, մաթեմատիկոս և փիլիսոփա էր։ Նա ներդրում է ունեցել ոչ միայն հեղուկների ճնշման բացատրության մեջ, այլև հայտնի է «Պասկալի գրազի», «Պասկալի եռանկյունու» և «Պասկալի թեորեմի» շնորհիվ։

(Janmad CC BY 3.0)

Ինչպես են որոշում ճնշումը հեղուկում

Պինդ մակերևույթը կարող է ճնշում ստեղծել, բայց հեղուկները (այսինքն՝ հեղուկներն ու գազերը) նույնպես կարող են ստեղծել ճնշում։ Սա կարող է տարօրինակ թվալ, եթե փորձենք պատկերացնել, որովհետև դժվար է պատկերացնել մեխ մեխելը հեղուկում։ Այս ամենը հասկանալի դարձնելու համար պատկերացրու, որ քեզ սուզում են որոշակի խորությամբ ջրի տակ։ Քեզնից վեր գտնվող հեղուկը քեզ կհրի ներքև՝ ջրի վրա ազդող ծանրության ուժի պատճառով, հետևաբար ճնշումը կազդի քեզ վրա։ Եթե սուզվես ավելի խոր, ապա ավելի շատ ջուր կլինի քեզնից վերև, որի հետևանքով հեղուկի ծանրության ուժը և քեզ վրա ազդող ջրի ճնշումը նույնպես կմեծանան։

Ոչ միայն հեղուկի ծանրության ուժը կարող է ճնշում գործադրել, այլև գազերի ծանրության ուժը։ Օրինակ՝ մթնոլորտում օդի ծանրության ուժը զգալի է, և մենք գրեթե միշտ այդ ազդեցության տակ ենք։ Մթնոլորտի կողմից մարդու մարմնի վրա ազդող ճնշումը զարմանալիորեն մեծ է։ Մենք այն չենք նկատում այն պատճառով, որ այն միշտ կա։ Մենք միայն նկատում ենք մթնոլորտային նորմալ ճնշումից բարձր կամ ցածր ճնշման ազդեցությունը (երբ թռչում ենք ինքնաթիռով կամ սուզվում ենք լողավազանում)։ Մենք չենք վնասվում մթնոլորտային ճնշումից, որովհետև մեր մարմինը կարողանում է հակազդել ուժով, որը համարժեք է այդ ճնշմանը։ Բայց սա նշանակում է, որ եթե տիեզերական ծովահենները ձեզ նետեն տիեզերական վակուումի մեջ, ապա ձեր մարմնի ճնշումը կշարունակի ազդել, բայց չի լինի դրան համակշռող մթնոլորտային ճնշումը։

Հավանաբար չեք պայթի, որովհետև ձեր մարմինը/մաշկը/ոսկորները բավարար ուժեղ են դա թույլ չտալու համար։ Բայց այդ զգացողությունը բավականին տհաճ կլինի։ Թթվածնի պակասից ու Արեգակի հնարավոր ուղիղ ճառագայթումից ձեր աչքերը կուռչեն, թմբկաթաղանթը կարող է պայթել, իսկ բերանի թուքը հավանաբար կեռա, քանի որ ջրի եռման ջերմաստիճանը փոքրանում է ճնշման փոքրացման հետ։ Զրոյական ճնշման դեպքում մարմնի ջերմաստիճանը հերիք է, որ լեզվի վրայի ջուրը եռա, ինչպես նաև եռան աչքերի մեջ եղած հեղուկները։ Կարճ ասած՝ երբեք մի՛ ընկեք տիեզերական ծովահենների ձեռքը։

Այսպիսով՝ հեղուկ նյութերը կարող են ճնշում գործադրել իրենց մեջ սուզված մարմինների վրա, բայց ինչպե՞ս կարող ենք որոշել այդ ճնշման չափը։ Դիտարկենք լողավազանի մեջ նետված մի պահածոյի տուփ, ինչպես ցույց է տրված հետևյալ գծագրում։

Պահածոյից վեր եղած հեղուկի ծանրության ուժը ստեղծում է ճնշում պահածոյի վերևի մասում։ Ճնշման արտահայտությունը ստանալու համար նախ գրենք ճնշման սահմանումը։

P = \frac{F}{S}

F

ուժը պահածոյից վեր եղած ջրի սյան ծանրության ուժն է։ Ծանրության ուժը միշտ կարելի է գտնել

F_{ծ} = m g

բանաձևով, հետևաբար ջրի սյան համար կունենանք

F_{ծ} = m_{ջ} g

, որտեղ

m_{ջ}

-ն ջրի սյան զանգվածն է։ Տեղադրենք այս արտահայտությունը վերևում գրված հավասարման մեջ և կստանանք.

P = \frac{m_{ջ} g}{S}

Այս պահին գուցե դեռ պարզ չէ, թե ինչ է կարելի անել, բայց մենք կարող ենք այս արտահայտությունը պարզեցնել՝

m_{ջ}

-ն գրելով խտության և ծավալի միջոցով։ Քանի որ խտությունը հավասար է միավոր ծավալի զանգվածին՝

ρ = \frac{m}{V}

, ապա այստեղից ջրի զանգվածի համար կստանանք՝

m_{ջ} = ρ_{ջ} V_{ջ}

, որտեղ

ρ_{ջ}

-ն ջրի խտությունն է, իսկ

V_{ջ}

-ն՝ պահածոյից վեր գտնվող ջրի ծավալը (ոչ թե ամբողջ լողավազանի ջրի ծավալը)։ Տեղադրելով

m_{ջ} = ρ_{ջ} V_{ջ}

-ն նախորդ հավասարման մեջ՝ կստանանք.

P = \frac{ρ_{ջ} V_{ջ} g}{S}

Առաջին հայացքից կարող է թվալ, թե մենք ավելի բարդացրինք հավասարումը, բայց մի կախարդական բան է այստեղ տեղի ունենում։ Համարիչում ունենք ջրի ծավալ, իսկ հայտարարում՝ մակերես, հետևաբար հավասարումը պարզեցնելու համար կփորձենք ինչ-որ բան կրճատել։ Գիտենք, որ գլանի ծավալը հավասար է՝

V_{ջ} = S h

, որտեղ

S

-ը գլանի հիմքի մակերեսն է, իսկ

h

-ը՝ նրա բարձրությունը։ Մենք կարող ենք նախորդ հավասարման մեջ ծավալի փոխարեն գրել

V_{ջ} = S h

և կրճատելով մակերեսները՝ կստանանք.

P = \frac{ρ_{ջ} (S h) g}{S} = ρ_{ջ} h g

Լավ հարց է։ Հայտարարի

S

մակերեսը ուժի ազդման մակերեսն է, որը պահածոյի վերևի մակերեսն է։ Համարիչի

S

-ը ջրի սյան մակերեսն է։ Քանի որ ջրի սյան և պահածոյի վերևի մակերեսները իրար հավասար են, ապա, իրոք, այս մակերեսները կրճատվում են։

Մենք ոչ միայն կրճատեցինք մակերեսները, այլև ստացանք հավասարում, որը կախված է միայն ջրի խտությունից՝

ρ_{ջ}

, ջրի տակ գտնվելու բարձրությունից՝

h

, և ազատ անկման արագացումից՝

g

։ Այս հավասարումը հարմար է նրանով, որ այն կախված չէ մակերեսից, ծավալից կամ պահածոյի զանգվածից։ Փաստացի, այս հավասարումը կախված չէ պահածոյի որևէ հատկանիշից՝ բացի նրա տակ գտնվող ջրի խորությունից։ Հետևաբար, այս հավասարումը կաշխատի նույն կերպ ցանկացած հեղուկի մեջ գտնվող ցանկացած մարմնի համար։ Կամ՝ կարելի է այս հավասարումն օգտագործել հեղուկի վրա որևէ խորությունում ճնշումը գտնելու համար՝ առանց նշելու որոշակի մարմնի՝ հեղուկում խորասուզված լինելու փաստը։ Հաճախ նաև կարելի է տեսնել այս հավասարումը

h

-ի ու

g

-ի տեղերը փոխած.

P = ρ g h

Նկատենք, որ այստեղ

ρ

-ն միշտ հեղուկի խտությունն է, որը ստեղծում է ճնշում, ոչ թե հեղուկում գտնվող մարմնի խտությունը։

h

-ը հեղուկում գտնվող մարմնի հեռավորությունն է մակերևույթից, այսպիսով, չնայած այն գտնվում է ջրի «տակ», մենք տեղադրում ենք դրական թիվ։ Իսկ

g

-ն ազատ անկման արագացումն է, որը հավասար է

+ 9, 8 \frac{մ}{վ^{2}}

Հիմա կարելի է կարծել, թե՝ «Լավ, ուրեմն հեղուկի ծանրության ուժը և ճնշումը պահածոյի տուփի վերևում հրում են այն դեպի ներքև, ճի՞շտ է»: Այո, ճիշտ է, բայց մասամբ։ Պարզվում է, որ հեղուկի ճնշումը ոչ թե միայն ազդում է դեպի ներքև, այլ ստեղծում է ուժ, որն ազդում է պահածոյի վրա բոլոր կողմերից և ուղղված է դեպի ներս։ Ջրի թողած ընդհանուր ազդեցությունը ոչ թե պահածոն ներքև հրելն է, այլ փորձելն այն ճզմել բոլոր կողմերից, ինչպես պատկերված է գծագրում։

Լավ, եթե դուք խելացի եք, ապա հասկացած կլինեք, որ պահածոյի ներքևի մասը մի փոքր ավելի ցածր մակարդակում է հեղուկում, քան իր վերևի մասը, և քանի որ ճնշումը մեծանում է խորությանը զուգընթաց (

P = ρ g h

), ուստի պահածոյի հատակի վրա դեպի վեր ազդող ճնշումն ավելի մեծ պիտի լինի, քան պահածոյի վերին մասի վրա դեպի ներքև ազդող ճնշումը։ Նշանակում է, որ ջրի ճնշման ազդեցությունը լինում է պահածոն ճզմելը ու համազոր դեպի վեր ուղղված ուժով նրա վրա ազդելը։ Դեպի վեր ազդող համազոր այս ուժը հեղուկում սուզված մարմնի վրա Արքիմեդյան ուժի ազդելու պատճառն է։ Բայց... մենք մի փոքր սկսեցինք շտապել։

Ավելի լավ պատկերացնելու համար կարող եք մտածել այսպես: Երբ պահածոն սուզվեց ջրի մեջ, նա «կոպտորեն տեղափոխեց» մեծ քանակությամբ ջրի մոլեկուլներ այնտեղից, որտեղ հիմա ինքն է։ Դրա հետևանքով ջրի մակարդակը բարձրացել է։ Բայց ծանրության ուժը քաշում է ջուրը դեպի ներքև՝ փորձելով պահել այն որքան հնարավոր է ցածր մակարդակի վրա։ Այդ պատճառով էլ ջուրը փորձում է հակազդել և վերադառնալ իր նախկին ծավալին, որպեսզի հետ գա իր նախկին մակարդակին։ Այսպիսով՝ անկախ այն բանից, որ պահածոն (կամ այլ մարմին) ջրի մեջ է, թե ոչ, ջրի մոլեկուլները միշտ սեղմվում են իրար ծանրության ուժի պատճառով՝ փորձելով նվազեցնել ջրի մակարդակը՝ հասցնելով այն հնարավոր ամենացածր մակարդակին։ Ճնշումը՝

P

, որը հավասար է

ρ g h

, սկալյար մեծություն է, որը ցույց է տալիս սեղմող ուժի չափը հեղուկի միավոր մակերեսի համար։

Ահա աննկատ փաստ ճնշման մասին. այն սահմանվում է որպես սկալյար, ոչ թե վեկտոր։ Ապա ինչու՞ են գծագրերում մարդիկ ճնշումը ներկայացնում սլաքով, կարծես այն վեկտոր լինի որոշակի ուղղությամբ։

Չնայած ճնշումը վեկտոր չէ և չունի ուղղություն, որևէ մարմնի մակերևույթին ճնշման պատճառով ազդող ուժը վեկտոր է։ Այսպիսով՝ երբ մարդիկ գծում են տրամագրեր՝ ճնումը նշելով ուղղությունով, այս սլաքները կարելի է ընկալել որպես ճնշման պատճառով մակերևույթին ազդող ուժերի ուղղության «ներկայացուցիչներ»։

Եթե չկա մակերևույթ, որի վրա կարող է ազդել ճնշումը, ապա իմաստ չունի նկարել այդ ուժի ուղղությունը ջրի մեջ տվյալ կետում։ Գծագրի ներքևում՝ ձախ մասում, պատկերված են ջրի մոլեկուլներ ու ճնշումը, բայց ուժի ուղղությունը հստակ չէ։ Տրամագրի ներքևում՝ աջ կողմում, հստակ ցույց է տրված ջրի տակ սուզված պաղպաղակի վրա ազդող ուժերի ուղղությունը։

Քանի դեռ այս թեմայից ենք խոսում, կարևոր է նշել, որ հեղուկի կողմից մակերևույթի վրա ազդող ճնշման ուժը միշտ ուղղված է դեպի ներս և ուղղահայաց է մակերևույթին (կազմում է ուղիղ անկյուն նրա հետ)։

Այս պահին, եթե ուշադիր էիք, հավանաբար մտածում եք. «Ջրի վերևում կա օդ, չէ՞։ Չպե՞տք է արդյոք օդի սյունն էլ ներդրում ունենա պահածոյի վրա ազդող ընդհանուր ճնշման մեջ»: Եվ դուք ճիշտ եք։ Ջրի վերևում գտնվող օդը նույնպես ներքև է հրում պահածոյի տուփը, և նրա ծանրության ուժը զարմանալիորեն մեծ է։

Շատ մարդիկ կարծում են, որ օդը չունի զանգված և կշիռ, բայց դա այդպես չէ։ Պահածոյի լայնություն ունեցող օդի բարակ սյունը, որը ձգվում է ծովի մակարդակից մինչև մթնոլորտ, ունի մոտ

30 կգ

զանգված (մոտ 30 արքայախնձորի զանգված)։ Մթնոլորտային ճնշման ուժը, որն ազդում է շախմատի տախտակի վրա, համեմատական կլինի մեքենայի կշռին։

Դուք կարող է զարմանաք, թե ինչպես ենք հեշտությամբ կարողանում բարձրացնել շախմատի տախտակը, եթե նրան ներքև է հրում մեքենայի ծանրության ուժին հավասար ուժ, բայց պատճառն այն է, որ այդ ուժը նրան նաև դեպի վեր է հրում։ Հիշեք, որ հեղուկների ճնշումը ոչ թե ներքև է սեղմում, այլ հաղորդվում է հեղուկի բոլոր ուղղություններով մակերևույթին ուղղահայաց և ուղղված է դեպի մարմինը։ Կարող է թվալ, որ տախտակի ներքևում օդ չկա, բայց խորդուբորդությունները և անհարթությունները բավական են, որ օդը մտնի տախտակի տակ։ Եթե կարողանայիք ազատվել տախտակի տակ գտնվող ամբողջ օդից և թույլ չտայիք, որ օդը նորից մտնի տախտակի տակ, ապա այդ տախտակը կկպչեր սեղանին, ինչպես կպչուն բաժակ։ Իրոք, կպչուն բաժակները հենց այդպես էլ աշխատում են։ Նրանք հրում են օդը դուրս՝ ստեղծելով ավելի փոքր ճնշում ներսում, քան դրսում։ Բաժակի ողորկ պլաստիկը թույլ չի տալիս, որ օդը ներխուժի բաժակի մեջ։ Դրսի ավելի մեծ ճնշումը հրում է բաժակը դեպի մակերևույթը (տես ներքևում պատկերված գծապատկերը):

Հենց օդը ներս է լցվում, ներքին ճնշումը դառնում է նույնը, ինչ դրսի ճնշումը, և բաժակը հեշտությամբ կարելի է պոկել մակերևույթից։

Եթե գրենք պահածոյի վրա ազդող ճնշան ընդհանուր բանաձևը (որը կոչվում է բացարձակ ճնշում), պետք է նաև ավելացնենք Երկրի մթնոլորտի ճնշումը՝

P_{մ թ ն}

, հեղուկի ճնշմանը՝

ρ g h

P_{ը ն դ հ} = ρ g h + P_{մ թ ն}

Մենք հաճախ զերծ ենք մնում մթնոլորտային ճնշումը՝

P_{մ թ ն}

ρ_{օ դ} g h

տեսքով ներկայացնելուց, քանի որ մեր խորության մակարդակը Երկրի մթնոլորտում՝ ցամաքին մոտակա հատվածում, մեծ մասամբ հաստատուն է բոլոր չափումների համար։

ρ_{օ դ} g h

–ի կիրառումը տվյալ խորության մակարդակի վրա մթնոլորտային ճնշումը որոշելու համար, ի տարբերություն ջրի օրինակի, հնարավոր չէ, քանի որ օդի խտությունը մթնոլորտի տարբեր շերտերում տարբեր է։ Մթնոլորտի բարձրությանը զուգահեռ օդի խտությունը նվազում է, ուստի

ρ_{օ դ}

–ը հաստատուն համարել չենք կարող։

Նշանակում է, որ մթնոլորտային ճնշումը Երկրի մակերևույթին հարաբերականորեն հաստատուն է մնում։ Մթնոլորտային ճնշման արժեքը մոտ

1, 01 \times 10^{5} Պ ա

է։ Այս թիվը կարող է մի փոքր տատանվել՝ եղանակային տատանումների, խոնավության, բարձրության և այլ պատճառներով, բայց շատ ֆիզիկական հաշվարկներում մենք ուղղակի ընդունում ենք, որ այս թիվը հաստատուն է։ Այսինքն՝ քանի դեռ հեղուկը, որի ճնշումը հաշվում եք, Երկրի մակերևույթին մոտ է և մթնոլորտում (ոչ թե վակուումային խցում, օրինակ), կարող եք ընդհանուր ճնշումը (բացարձակ ճնշում) գտնել այս բանաձևով.

P_{ը ն դ հ} = ρ g h + 1, 01 \cdot 10^{5} Պ ա

Որն է բացարձակ ճնշման և մանոմետրիկ ճնշման տարբերությունը

Հաճախ ճնշումը չափելիս մարդկանց անհրաժեշտ չէ իմանալ ընդհանուր ճնշումը (ինչը ներառում է նաև մթնոլորտային ճնշումը)։ Նրանց անհրաժեշտ է իմանալ միայն ճնշումների տարբերությունը։ Պատճառն այն է, որ մթնոլորտային ճնշումը շատ չի փոխվում, և գրեթե միշտ ամենուր այն առկա է։ Ուստի, մթնոլորտային ճնշման չափումը երբեմն կարող է անիմաստ լինել։ Այլ կերպ ասած, եթե պարզեք, որ ձեր հարթ անվադողի ներսում օդը

1, 01 \cdot 10^{5} Պ ա

բացարձակ ճնշման տակ է, իրականում այդքան էլ օգտակար չէ (քանի որ մթնոլորտային ճնշման տակ լինելն արդեն նշանակում է, որ անվադողը հարթ է)։ Անվադողի վրա պետք է ազդի մթնոլորտային ճնշումից ավելի մեծ ճնշում, որպեսզի անվադողը կարողանաք փչել և ճիշտ օգտագործել։

Այդ պատճառով էլ շատ մանոմետրեր և չափիչ սարքեր օգտագործում են այսպես կոչված մանոմետրիկ ճնշում՝

P_{մ ա ն ո մ ե տ ր ի կ,}

մեծությունը։ Այն մթնոլորտային ճնշման համեմատ չափված ճնշումն է։ Մանոմետրիկ ճնշումը դրական է մթնոլորտային ճնշումից բարձր ճնշումների դեպքում, զրո՝ մթնոլորտային ճնշման դեպքում, և բացասական՝ մթնոլորտայինից ցածր ճնշումների դեպքում։

Ընդհանուր ճնշումը հաճախ անվանում են բացարձակ ճնշում՝

P_{բ ա ց ա ր ձ ա կ}

։ Բացարձակ ճնշումը չափում է ճնշումը լրիվ վակուումի հետ համեմատ։ Ուստի բացարձակ ճնշումը դրական է լրիվ վակուումից վեր բոլոր ճնշումների դեպքում, զրո՝ լրիվ վակուումի դեպքում, և երբեք բացասական չէ։

Այս ամբողջը կարող ենք խմբավորել՝ ցույց տալով կապը

P_{բ ա ց ա ր ձ ա կ}

, մանոմետրիկ՝

P_{մ ա ն ո մ ե տ ր ի կ}

, և մթնոլորտային՝

P_{մ թ ն}

, ճնշումների միջև.

P_{բ ա ց ա ր ձ ա կ} = P_{մ ա ն ո մ ե տ ր ի կ} + P_{մ թ ն}

Երկրի մակերևույթին մոտ չշարժվող հեղուկում՝

h

խորության մակարդակում, օդի ազդեցության տակ առաջացած ճնշումը գտնելու համար մանոմետրիկ ճնշումն ու բացարձակ ճնշումը կարող ենք որոշել.

P_{հ ե ղ} = ρ g h

P_{ը ն դ հ} = ρ g h + 1, 01 \cdot 10^{5} Պա

Քանի որ բացարձակ և մանոմետրիկ ճնշումների միակ տարբերությունը մթնոլորտային հաստատուն ճնշման ավելացումն է, ուստի նրանց տոկոսային տարբերությունը ավելի ու ավելի նվազ կարևոր է դառնում ճնշումների աճին զուգահեռ (տես ներքևում պատկերված գծագիրը):

Ինչն է շփոթեցնողը ճնշման մեջ

Մարդիկ հաճախ հեղուկում ընկղմված մարմնի

ρ_{մ ա ր մ ի ն}

խտությունն են տեղադրում մանոմետրիկ (հիդրոստատիկ) ճնշման

P = ρ g h

բանաձևի մեջ, բայց այստեղ խոսքը ճնշումն առաջացնող հեղուկի

ρ_{հ ե ղ ո ւ կ}

խտության մասին է։

Մարդիկ հաճախ են շփոթում բացարձակ և մանոմետրիկ ճնշումները։ Հիշեք, որ բացարձակ ճնշումը հավասար է մանոմետրիկ և մթնոլորտային ճնշումների գումարին։

Ինչպես նաև, դժբախտաբար, ճնշումը չափելու համար օգտագործում են 5 միավոր (պասկալ, մթնոլորտ, միլիմետր սնդիկի սյուն և այլն)։ Ֆիզիկայում միավորների ՄՀ–ում որպես ճնշման միավոր ընդունված է Պա–ն, բայց այն չափում են նաև «մթնոլորտներով», որ համառոտ գրում են հետևյալ կերպ՝

մ թ ն

1 մթն = 1, 01 \times 10^{5} Պա

, քանի որ մեկ մթնոլորտը սահմանվում է որպես Երկրի մթնոլորտային ճնշում։

Ինչ տեսք ունեն ճնշման հետ կապված խնդիրների լուծված օրինակները

Վարժություն 1. Աթոռի ոտքի օգնությամբ ճնշման որոշումը

7, 20 կգ

–անոց մանուշակագույն ներկված աթոռը, որն ունի 4 ոտք, հատակի վրա է դադարի վիճակում։ Աթոռի ամեն մի շրջանաձև ոտքի շառավիղը

1, 30 սմ

է։ Աթոռի ամբողջ ծանրությունը բաշխվում է 4 ոտքերի միջև հավասարաչափ։

Որոշեք աթոռի ոտքերի և հատակի միջև ճնշումը՝ արտահայտված պասկալներով։

P = \frac{F}{S} (Օգտագործիր ճնշման սահմանումը։ Հեղուկի հիդրոստատիկ ճնշումն այստեղ կիրառելի չէ, որովհետև չկա ազդող հեղուկ։)

P = \frac{m g}{S} (Տեղադրիր ծանրության ուժի հավասարումը F_{ծ} = m g F ուժի փոխարեն)

P = \frac{m g}{4 \times π r^{2}} (Տեղադրիր աթոռի ոտքերի ընդհանուր մակերեսը՝ 4 \times π r^{2} S մակերեսի փոխարեն։)

P = \frac{(7, 20 կգ) (9, 8 \frac{մ}{վ^{2}})}{4 \times π (0, 013 մ)^{2}} (Տեղադրիր թվերը՝ չմոռանալով սմ-ից անցնել մ-ի։)

P = \frac{70, 56 Ն}{0, 002124 մ^{2}} = 33, 200 Պա (Հաշվիր և տոնիր։)

Վարժություն 2. Սուզանավի պատուհանի վրա ազդող ուժը

Մի տարօրինակ ծովաձի նայում է Միջերկրական ծովում

63, 0 մ

խորության վրա գտնվող սուզանավի պատուհանից դեպի ներս։ Ծովի ջրի խտությունը

1025 \frac{կգ}{մ^{3}}

։ Պատուհանը շրջանաձև է՝

5, 60 սմ

շառավղով։ Ծովաձին զարմացած է, որ ծովաջրի ճնշման պատճառով սուզանավի պատուհանը չի կոտրվում։

Որքա՞ն է սուզանավի շրջանաձև պատուհանի մակերևույթի վրա ջրի ճնշման ուժի մեծությունը։

P = \frac{F}{S} (Օգտագործիր ճնշման սահմանումը՝ հարաբերելով ուժը մակերեսին։)

F = P S (Ձևափոխելով հավասարումը՝ լուծիր այն ուժի համար։)

F = (ρ g h) S (Տեղադրիր հեղուկի ճնշման արտահայտությունը P_{հ ե ղ} = ρ g h P ճնշման փոխարեն։)

F = (1025 \frac{կգ}{մ^{3}}) (9, 8 \frac{մ}{վ^{2}}) (63, 0 մ) (π \cdot [0, 056 մ]^{2}) (Տեղադրիր թվերը ρ, g, h և S - ի հ ա մ ա ր)

F = 6230 Ն (Հաշվիր և տոնիր։)

Ծանոթագրություն: Այս խնդրում մենք օգտվել ենք հիդրոստատիկ ճնշումից, քանի որ հարցը վերաբերում էր միայն «ջրի ծանրության ուժով» պայմանավորված ազդեցությանը, թեև բացարձակ ճնշումը ներառում է ոչ միայն ջրի ծանրության ուժը, այլ նաև ջրի մակերևույթից վերև գտնվող օդի ծանրության ուժը։

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Մուտք գործել

Դասակարգել ըստ

Առայժմ հրապարակումներ չկան։

Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: