Сила давления на поверхность. Расчет давления внутри жидкости. Задача на расчет давления твердых тел

Цель урока :

Ввести новую физическую величину "давление", определить способ его нахождения.Выяснить способы изменения давления.

Задачи урока : Знать формулу для расчёта давления твёрдых тел, понимать зависимость давления от площади поверхности тела.

Оборудование: Ящик с песком, столик на ножках, стальной и алюминиевый цилиндры,Деревянный брусок, динамометр, линейка.

Ход урока :1.Актуализация знаний и психологическая установка.

2.Демонстрация опытов.

3. Изучение нового материала.(Прзентация)

4.Эксперементальная задача.

5.Закрепление пройденного(качественные задачи).

1.Разгадайте анаграммы и найдите лишнее понятие в каждом столбце.

ОНЬТНЮ ВАДЕЛНИЕ

МОМАНИДЕРТ ЛАСПКЬ

САЛИ ЩОПЛАДЬ

ТЕМР МЯРВЕ

(Такие задачи развивают мышление и пробуждает интерес к их решению. Припомощи таких заданий легко перейти к изучению нового материала, так как они показывают связь между изученным с новым материалом.)

Учитель :(Что общего в анаграммах?Почему именно эти слова в них включены?)

2.Демонстрация опытов по учебнику(рис.81;82.)Анализируем результаты опытов и делаем вывод.

Первый опыт показывает,что дощечка с гвоздями погружается в песок меньше, чем с гирей массой 2кг.

Второй опыт демонтрирует зависимость давления от площади опоры. Дощечка с гвоздями, направленными остриями вниз намного сильнее погружаются, чем направленные вверх.

Выясняем почему получаются такие результаты.

3.Вводим понятие давления.

Давление - физическая величина равная отношению перпендикулярно действующей силы к площади поверхности.

Р(пе)-давление (Па)

F(эф)-сила давления(сила тяжести тела;так как все тела притягиваются к Земле, а опора им мешает падать, поэтому тела деформируются и давят на опору.)

S-площадь опоры ( М 2)

4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ ПО РЯДАМ.

Цель задания :Выяснить, как зависит давление тела от площади опоры?

Оборудование: брусок, динамометр, линейка.

Ход работы :

1.С помощью динамометра определите силутяжести бруска.

2.Сила давления Fд в этом опыте численн равна силе тяжести тела Fтяж.

3.С помощью линейки определите длину (L), ШИРИНУ(а) , ТОЛЩИНУ(B) И РАССЧИТАЙТЕ ПЛОЩАДЬ ОСНОВАНИЯ ВАШЕЙ ГРАНИ .

4.ЗНАЧЕНИЕ ПЛОЩАДИ ОКРУГЛИТЕ ДО ПЕРВЫХ ДВУХ ЗНАЧАЩИХ ЦИФР.

5.Рассчитайте давление бруска на стол по формуле

6.Значение давления округлите до первых двух значащих цифр.

7.Результаты измерений и рассчётов занесите в таблицу.

L,2	а,м	в,м	S 1,м 2 ?	S 2,м 2	S 3,м 2	F д, H	р 1,Па	Р 2 ,Па	Р 3,Па

Заполняем таблицу все вместе. Делаем вывод:Как зависит давление от площади опоры?

Задание классу : Приведите примеры способов увеличения и уменьшения давления.

Исходя из личного опыта заполните таблицу.

Закрепление пройденного. Вопрос с выбором ответа.

ОТ чего зависит глубина, на которую гвоздь войдёт в дерево за один удар молотка?

Ответ: от силы удара,

от площади острия,

от силы удара,площади опоры, твёрдости тела;,

от давления гвоздя на доску и твёрдости дерева.

Домашнее задание :Работа в тетрадях по физике(авт. Астахова Г.В.)

Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии» , приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса .

Задача на расчет давления твердых тел

Библиотека
материалов

Задача: Станок весом 12000 Н имеет площаль опоры 2,5 м 2 . Определите давление станка на фундамент.

Дано:
P=12000 Н
S=2,5 м 2

p - ?

Решение :

p=P/S

F=P

=> p=P/S

p=12000 Н/2,5 м 2 =4,8 кПа

Ответ. p=4,8 кПа

Дано:
P=960 Н
p=5 кПа

S - ?

СИ

5*10 3 Па

Решение :

p=F/S

P=F

=> p=P/S

=> S=P/p

S=960 Н/5*10 3 Па=0,192 м 2

Ответ. S= 0,192 м 2

Задача: Двухосный прицеп с грузом имеет массу 2,5 т. рассчитайте давление, производимое прицепом на дорогу, если площадь соприкосновения каждого колеса с дорогой равна 125 см 2 .

Дано:
m=2,5 т
S=125 см 2
2 оси;
4 колеса
g=10 Н/кг

p - ?

СИ

2,5*10 3 кг

125*10 -4 м 2

Решение :

p=F/S

F=m*g

S=4S к

=> p=m*g/4S к

p=2,5*10 3 кг*10Н/кг/4*125*10 -4 м 2 =5*10 5 Па

Ответ. p= 5*10 5 Па

2 .

320 см 2 = 320∙(0,01 м) 2 = 320∙0,0001 м 2 = 0,032 м 2 .

Теперь мы можем объединить обе формулы в одну конечную. Для этого вместо силы F мы подставим в первую формулу произведение mg из второй формулы. Тогда расчетная формула будет иметь вид:

2 . Тогда

Ответ: p = 15 кПа.

Из этой формулы нам необходимо выразить площадь опоры. Вспомним математические правила. Сила F – делимое, площадь опоры S – делитель, давление p – частное. Чтобы найти неизвестный делитель, необходимо делимое разделить на частное. Мы получим:

Ответ: S = 0,05 м 2 .

Давление твёрдых тел

Содержание :

1. Что такое давление?

   Давление в живой природе.

   Давление в технике.

   Экспериментальные задания.

   Просто интересные задачи.

1.Что такое давление?

Чтобы проверить это, проведём эксперимент. Возьмите поролоновую губку и кусок мыла. Поставим мыло на губку самой большой стороной. Обратите внимание на деформацию губки. А теперь переверните мыло на ребро. Что изменилось? Теперь мы можем сделать вывод: результат действия силы зависит и от самой силы, и от площади её воздействия . Следовательно, нужна физическая величина, учитывающая оба фактора. Эта величина называется давлением . Отношение силы F к площади поверхности S при условии, что сила действует перпендикулярно поверхности, называется давлением.

p = F/S

2. Способы увеличения и уменьшения давления .

3. Давление в живой природе .

Об этом можно прочитать здесь:

4. Давление в технике

Механизм

Давление, в кПа

20 -30

Гусеничные тракторы

40 -50

Колёса легкового автомобиля

230 -300

300 000

5. Решение задач на расчёт давления .

6. Экспериментальные задания .

7. Просто интересные задачи .

Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах .

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября . Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас:

Краткое описание документа:

7. Задача на расчет давления твердых тел

Задача: Станок весом 12000 Н имеет площаль опоры 2,5 м2. Определите давление станка на фундамент.

Дано:
P=12000 Н
S=2,5 м2

p - ?

Решение :

p=P/S

=> p=P/S

p=12000 Н/2,5 м2=4,8 кПа

Ответ. p=4,8 кПа

Задача: Ящик весом 960 Н оказывает на опору давление 5 кПа. Какую площадь опоры имеет ящик?

Дано:
P=960 Н
p=5 кПа

S - ?

СИ

5*103 Па

Решение :

p=F/S

=> p=P/S

=> S=P/p

S=960 Н/5*103 Па=0,192 м2

Ответ. S= 0,192 м 2

Задача: Двухосный прицеп с грузом имеет массу 2,5 т. рассчитайте давление, производимое прицепом на дорогу, если площадь соприкосновения каждого колеса с дорогой равна 125 см2.

Дано:
m=2,5 т
S=125 см2
2 оси;
4 колеса
g=10 Н/кг

p - ?

СИ

2,5*103кг

125*10-4м2

Решение :

p=F/S

F=m*g

S=4S к

=> p=m*g/4Sк

p=2,5*103кг*10Н/кг/4*125*10-4м2=5*105Па

Ответ. p= 5*10 5 Па

Мальчик массой 48 кг оказывает давление на опору. Рассчитайте, какое давление он оказывает, если общая площадь его подошв составляет 320 см 2 .

Проанализировав условие, запишем его в краткой форме, указав массу мальчика и площадь его подошв (Рис. 1). Затем в отдельной колонке запишем в системе СИ те величины, которые в условии приведены во внесистемных единицах. Масса мальчика приведена в системе СИ, а вот площадь, выраженную в квадратных сантиметрах, следует выразить в квадратных метрах:

320 см 2 = 320∙(0,01 м) 2 = 320∙0,0001 м 2 = 0,032 м 2 .

Рис. 1. Краткое условие задачи №1

Для нахождения давления нам необходимо силу, с которой мальчик действует на опору, разделить на площадь опоры:

Значение силы нам неизвестно, однако в условие задачи входит масса мальчика. Сила, с которой он действует на опору, – это его вес. Предполагая, что мальчик неподвижен, можно считать, что его вес равен силе тяжести, которая равна произведению массы мальчика на ускорение свободного падения

Теперь мы можем объединить обе формулы в одну конечную. Для этого вместо силы Fмы подставим в первую формулу произведениеmgиз второй формулы. Тогда расчетная формула будет иметь вид:

Следующий этап – проверка размерности полученного результата. Размерность массы [m] = кг, размерность ускорения свободного падения [g] = Н/кг, размерность площади [S] = м 2 . Тогда

Наконец, подставим числовые данные из условия задачи в конечную формулу:

Не забываем записать ответ. В ответе мы можем использовать кратные величины

Ответ:p= 15 кПа.

(Если в ответе вы запишете = 15 000 Па, то тоже будет правильно.)

Полное решение в окончательном виде будет выглядеть так (Рис. 2):

Рис. 2. Полное решение задачи №1

2. Задача №2

Брусок действует на опору с силой 200 Н, при этом он оказывает давление 4 кПа. Какова площадь опоры бруска?

Запишем краткое условие и выразим давление в системе СИ (4 кПа = 4000 Па) (Рис. 3).

Рис. 3. Краткое условие задачи №2

Величина площади поверхности входит в известную нам формулу для расчета давления.

Из этой формулы нам необходимо выразить площадь опоры. Вспомним математические правила. СилаF– делимое, площадь опорыS– делитель, давлениеp– частное. Чтобы найти неизвестный делитель, необходимо делимое разделить на частное. Мы получим:

Проверим размерность полученного результата. Площадь должна выражаться в квадратных метрах.

Выполняя проверку, мы паскали заменили ньютонами на квадратный метр, а дробную черту – знаком деления. Вспомним, что деление дробей заменяется умножением. При этом дробь, которая является делителем, переворачивается, то есть ее числитель и знаменатель меняются местами. После этого ньютон в числителе (перед дробью) и ньютон в знаменателе дроби сокращаются, и остаются квадратные метры.

Отметим, что проверка размерности является очень важным этапом решения задачи, так как позволяет обнаружить ошибки, случайно допущенные при выполнении математических преобразований.

После проверки размерности результата проведем расчет числового значения площади, подставляя данные из краткого условия:

Не забудем зафиксировать ответ.

Ответ: S = 0,05 м 2 .

Полностью оформленное решение задачи будет выглядеть так (Рис. 4):

Рис 4. Полное решение задачи №2

Давление твёрдых тел

/Статья для учеников 7 класса/

§ Содержание :

1. Что такое давление?

2. Способы увеличения и уменьшения давления.

3. Давление в живой природе.

4. Давление в технике.

5. Решение задач на расчёт давления.

6. Экспериментальные задания.

7. Просто интересные задачи.

1.Что такое давление?

Представьте, что вы отправились на лыжную прогулку. Лыжи скользят по снегу, оставляя совсем неглубокий след. Что произойдёт, если снять лыжи? Конечно, вы сразу провалитесь в снег. Давайте разберёмся, почему это происходит. Вес, т.е сила, с которой человек давит на снег, осталась такой же. А что изменилось? Только площадь опоры (сравните подошвы ботинок и лыжи). Значит, можно предположить, что результат действия силы зависит не только от самой силы - точки приложения, направления, модуля - но и от площади соприкосновения.

Чтобы проверить это, проведём эксперимент. Возьмите поролоновую губку и кусок мыла. Поставим мыло на губку самой большой стороной. Обратите внимание на деформацию губки. А теперь переверните мыло на ребро. Что изменилось? Теперь мы можем сделать вывод:результат действия силы зависит и от самой силы, и от площади её воздействия. Следовательно, нужна физическая величина, учитывающая оба фактора. Эта величина называетсядавлением.Отношение силы F к площади поверхности S при условии, что сила действует перпендикулярно поверхности, называется давлением.

p = F/S

Единицы измерения давления вычисляем по формуле: 1 Н/кв.м = 1 Па (паскаль).Единица измерения названа в честь известного учёного Блеза Паскаля. Кроме основных единиц, используют также и приставки:

1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 1 000 000 Па

Подумайте, используют ли приставки "милли", "микро"? Почему?

2.Способы увеличения и уменьшения давления.

Сначала ответим на вопрос: а для чего это нужно? Вы видели, какие следы оставляют тяжёлые машины, трактора на земле? Такие глубокие колеи возникают как раз из- за высокого давления. Значит, в таких случаях его нужно снижать. Так как давление зависит от силы и площади, изменять его можно, меняя эти величины.

Зачем увеличивать давление? Попробуйте тупым ножом порезать хлеб. Чем тупой нож отличается от острого?Конечно,площадью лезвия и создаваемым давлением. Поэтому все режущие и колющие инструменты должны быть очень острыми.

3.Давление в живой природе. 4. Давление в технике

Давление необходимо учитывать и в машиностроении, и в архитектуре, и на транспорте.Выше уже говорилось о машинах,деформирующих почву. Они наносят непоправимый вред экологии. Например, при освоении Крайнего Севера гусеничными тракторами были уничтожены огромные площади ягеля - основного корма оленей, что отрицательно сказалось на их популяции. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшить давление, т.е.либо уменьшить силу давления, либо увеличить площадь. Уменьшить силу сложно:для этого нужно уменьшать массу, применяя более лёгкие материалы. Но эти вещества либо непрочные, либо очень дорогие. Поэтому чаще всего используют именно увеличение площади.Сделать это можно разными способами: применение гусениц на тракторах, увеличение диаметра шин, использование парных колёс.Большое значение имеет и то, как накачены шины, ведь от этого тоже зависит площадь соприкосновения.Гусеницы значительно снижают давление (см.таблицу),повышая проходимость механизма, но при этом сильно повреждают верхние слои почвы.Очень важен учёт давления и в архитектуре, строительстве. Фундамент здания используется для снижения давления.С древних времён при строительстве использовали полые колонны. Имея достаточную прочность, они гораздо легче сплошных, а следовательно и создаваемое давление тоже меньше.

Механизм

Давление, в кПа

Гусеничные тракторы(болотные) с уширенными гусеницами

20 -30

Гусеничные тракторы

40 -50

Колёса легкового автомобиля

230 -300

Колёса железнодорожного вагона на рельсы

300 000

5.Решение задач на расчёт давления.

§ 1) На полу находится кирпич размерами: высота -5 см,ширина - 10 см,длина - 20 см. Его масса 2 кг.Какое давление оказывает кирпич на пол, находясь в трёх различных положениях?

§ 2) Какова длина лыж, если стоящий на них человек массой 80 кг оказывает на снег давление 2,5 кПа? Ширина лыжи 8 см.

§ 3) Какое давление на почву оказывает гусеничный трактор, если масса трактора 3,2 т, а площадь одной гусеницы 0,8 кв.м?

6.Экспериментальные задания.

§ 1) Определите давление стакана с чаем на стол. Изменится ли давление, если чай выпить? Во сколько раз?

§ 2) Во сколько раз изменится давление учебника физики на стол, если его поставить на ребро? а если учебник по физике заменить на историю?

7.Просто интересные задачи.

§ 1)Разведчик должен пересечь реку по тонкому льду. Придумайте устройство, уменьшающее риск переправы.

§ 2)Почему рельсы не кладут прямо на землю?

§ 3) Почему острой бритвой нечаянно порезаться легче, чем ножом?

§ 4)На деревянную стенку надавили с силой в 200 Н сначала ладонью, потом с такой же силой шилом. Силы равны по величине, почему же результат различный?

Общая информация

Похожие материалы

Действие силы на поверхность тела характеризуется давлением.

Давление - величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

где
p – давление, Па
F – приложенная сила давления, Н
S – площадь поверхности / иначе площадь опоры тела /, м2

Давление - величина скалярная, у давления нет направления..
В качестве силы давления чаще всего выступает вес тела. Числовое значение давления показывает силу, приходящуюся на единицу площади ее приложения. Например, при давлении 2 Паскаля на 1 м2 площади будет действовать сила 2 Ньютона.

От чего зависит давление тела на поверхность?
Почему заостренные предметы / иглы, зубы, клыки, когти, жала, ножи / очень хорошо колют и режут? Результат действия силы на поверхность зависит не только от ее величины, направления, точки приложения, но и от площади опоры давящего тела.

КНИЖНАЯ ПОЛКА

Почему заостренные предметы колючи? .......... Наподобие Левиафана..........

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ

Давление гусеничного трактора массой 6,7 тонны на почву составляет 47000 Па

Втыкая пальцем иглу или булавку в ткань, мы создаем давление около 100 000 000 Па

Когда жалит оса, то она оказывает на кожу человека давление 30 000 000 000 Па

Давление в центре Земли в 3 миллиона раз выше, чем давление земной атмосферы.

Что очень высокие давления существуют в глубинах небесных тел!

Давление в центре земного шара равно приблизительно 300 млрд Па / т.е. 300 000 000 000 Па /.

В Африке хирурги народности банту зашивают раны с помощью муравьев. Прижимают края раны друг к другу, а затем на пораненное место помещают несколько муравьев определенного вида. Муравьи кусают кожу пациента, после чего медики отрезают грудь и заднюю часть муравья, а рана остается плотно закрытой, словно на нее наложили скобки

МОЖНО ЛИ СТОЯТЬ НА ЛАМПОЧКАХ?

Если взять 4 маленьких стеклянных банки из-под майонеза, поставить их на пол, в каждую банку вставить обычную электрическую лампу накаливания цоколем вниз, сверху положить фанерку в виде квадрата так, чтобы банки располагались в углах фанерки / как ножки у стола / и осторожно встать на середину фанерки, то лампочки не лопнут! Такая конструкция выдерживает даже взрослого человека. Аналогичный опыт можно провести и с однойлампочкой, поставленной посредине!
Меры предосторожности: зашлифовать края банок, убрав все неровности, подошва обуви тоже должна максимально соприкасаться с фанерой / долой рифленую подошву/, поверхность лампочек протереть, удалив возможные песчинки, и, конечно, подстелить что-нибудь, чтобы в случае неудачи было мягче падать и удобнее собирать осколки.

ПРОЧНА ЛИ ЯИЧНАЯ СКОРЛУПА?

Если вылить содержимое яйца, а для опыта оставить скорлупу, то можно попробовать проткнуть ее иголкой изнутри и снаружи. Изнутри - легче, снаружи - тяжелее. Результат при одинаковых усилиях будет зависить от формы скорлупы: выпуклая или вогнутая.

Поэтому малеький цыпленок легко разбивает скорлупу изнутри, а снаружи он защищен более надежно. Свойство выпуклых форм лучше выдерживать нагрузку позволяет архитекторам проектировать куполообразные крыши, мосты, потолки, т.к. они прочнее плоских!

ТЫ СЧИТАЕШЬ, ЧТО УЖЕ ПОРА ЛОВИТЬ "ПЯТЕРКУ"?

1. Что произойдет, если шарики в шариковых ручках будут делать меньшего размера? Почему?

2. Может ли быть человеку на каменном ложе так же комфортно, как и на пуховой перине?
На твердых камнях возлегает
И твердость оных презирает
Для крепости великих сил,
Считая их за мягкий ил...
/М.В.Ломоносов/

3. Вспомни " Принцессу на горошине", почему она испытывала неудобство, лежа на перине, под которой были положены горошины?

4. Почему буря, которая летом валит живые деревья, часто не может свалить стоящее рядом сухое дерево без листьев, если оно не подгнило?

5. Почему при постройке дома все его стены выводят одновременно почти до одинаковой высоты?

Масса человека 90 кг, площадь подошв его ног равна 60 см2.

Какое давление человек производит на пол? Как изменится

значение давления, если человек будет стоять на одной ноге.

Дано: m=90 кг; S=60 см2; p -? СИ: m=90 кг; S=60Ч 10-4 м2=6Ч

10-3 м2. Решение: p=F/S; F=mЧ g; ; p==15Ч 104

Н/м2=15Ч 104 Па=150 кПа.

Если человек будет стоять на одной ноге, то площадь опоры

уменьшится в два раза. Значит, давление увеличится в два раза и

станет равным 300 кПа.

Расчет силы атмосферного давления на плоскость

Определите, с какой силой атмосферный воздух давит на

поверхность стола размерами 120x50 см2. Нормальное атмосферное

давление 760 мм рт. ст.

Дано: p=760 мм рт. ст. ;S=120x50 см2;F -? СИ: p=760Ч 133 Па =

101300 Па; S=6000Ч 10-4 м2=0,6 м2. Решение: p=F/S; F=pЧ S; p=

6078 Н» 6 кН

Расчет давления внутри жидкости

Подводная лодка находится в море на глубине 300 м.

Определите давление воды на нее.

Дано: h=300 м; r =1030 кг/м; p -? Решение: p=r Ч gЧ h; p=

» 309Ч 104 Н/м2=3,09Ч 106 Па.

Расчет количества теплоты, которое потребуется для

плавления твердого тела при температуре плавления

Какое количество теплоты необходимо, чтобы расплавить

ледяную глыбу массой 12,5 т при температуре плавления? Удельная

теплота плавления льда 332 кДж/кг.

Дано: m=12,5 т; l =332 кДж/кг; Q -? СИ: m=12500 кг; l =332000

Дж/кг. Решение: Q=l Ч m; Q=12500 кгЧ 332000 Дж/кг = 415Ч 107 Дж =

4,15Ч 106 кДж.

5. Расчет количества теплоты, которое требуется для нагревания жидкости до температуры кипения Какое количество теплоты потребуется для нагревания 10 л воды от 200 до кипения.

Дано: V=10 л=10-2 м3; t1=20 0C; t2=100 0C; c=4,2Ч 10 Дж/(кгЧ

0C) ; r =103 кг/м3; Q -? СИ: ;. Решение: Q = mЧ cЧ (t1 - t2) ; m = r Ч V;

Q = r Ч VЧ cЧ (t1 - t2) ; Q = = 4,2Ч 80Ч 104

Дж = 3,36Ч 106 Дж = 3,36Ч 103 кДж.

6. Применение закона Ома

для участка цепи

По показаниям приборов (см.

рис.) определите сопротивление

проводника AB и начертите схему

электрической цепи. Дано: U = 2 В; I

0,5 А; R -? Решение: I = U / R; R = U

/ I; R == 4 Ом.

7. Применение формул механической работы и

мощности для случая движения автомобиля с постоянной

скоростью

Сила тяги мотор автомашины равна 2Ч 103 Н. Автомашина

движется равномерно со скоростью 72 км/ч. Какова мощность

мотора автомобиля и работа, совершенная им за 10 с?

Дано: F=2Ч 103 Н; v=72 км/ч; t=10 с; A -? N -? Решение: A =

FЧ s; s = vЧ t; A = FЧ vЧ t; A = 2Ч 103 НЧ 10 сЧ 20 м/c = 4Ч 105 Дж

4Ч 102 кДж; N = A / t = = FЧ v; N = 2Ч 103 НЧ 20 м/c = 4Ч 104

Вт = 40 кВт.

9. Применение второго закона Ньютона в случае, когда

тело движется прямолинейно под действием одной силы

На покоящееся тело массой 0,2 кг действует в течение 5 с сила

0,1 Н. Какую скорость приобретет тело и какой путь пройдет оно за

указанное время?

Дано: m = 0,2 кг; t = 5 с; F = 0,1 Н; v -? s -? Решение: F = mЧ a; a

F / m; v = a Ч t= ; s = = ; v ==2,5 м/с; s ==6,25 м.

10. Применение закона сохранения импульса при

неупругом столкновении тел

Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с,

нагоняет ваг. массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Какова

скорость вагонов после взаимодействия, если удар неупругий?

Дано: m1=20 т; v1=0,3 м/с; m2=30 т; v2=0,2 м/с; v -? СИ: m1 =

2Ч 104 кг; v1=0,3 м/с; m2 = 3Ч 104 кг; v2=0,2 м/с. Решение: m1Ч v1 +

m2Ч v2 = (m1 + m2) Ч v; v = ; v = = =

11. Применение закона сохран-я механич. энергии при

свободном падении тел

Тело массой 1 кг падает с высоты 20 м над землей. Вычислить

кинетическую энергию тела в момент, когда оно находится на высоте

10 м над землей, и в момент падения на землю.

Дано: m=1 кг; h=20 м; h1=10 м; EК1 -? EК2 -? СИ: ;. Решение: В

высшей точке EП = mЧ gЧ h; EK = 0; В средней точке EП1 = mЧ gЧ h1;

EK1 = EП - EП1; EП1 = = 100 Дж; EK1 = 200 Дж - 100 Дж = 100

Дж; В низшей точке EП2 = 0; EK2 = EП = 200 Дж.

12. Расчет удельного сопротивления проводника

Спираль электрической плитки изготовлена из нихромовой

проволоки длиной 13,75 м и площадью поперечного сечения 0,1

мм2. Чему равно сопротивление спирали?

Дано: l=13,75 м; S=0,1 мм2; r =1,1 ОмЧ мм2/м; R -? Решение:

; R = = 151,25 Ом.

13. Расчет мощности и работы электрического тока

Электрический утюг рассчитан на напряжение 220 В.

Сопротивление его нагревательного элемента равно 88 Ом.

Определите энергию, потребляемую утюгом за 30 мин, и его

мощность.

Дано: U=220 В; R=88 Ом; t = 30 мин; A -? P -? СИ: ;. Решение: A

IЧ UЧ t; I = U / R; ; P = A / t = I Ч U; t = 30 мин = 0,5 ч; A =

2,5 А Ч 220 В Ч 0,5 ч = 275 ВтЧ ч = 0,275 кВтЧ ч; P = 2,5 А Ч

220 В = 550 Вт.

14. Расчет количества теплоты, выделяемой

электрическим нагреватлем

По проводнику сопротивлением 4 Ом в течение 2 мин

прошло 500 Кл электричества. Сколько теплоты выделит

проводник?

Дано: R = 1,2 Ом; t = 2 мин; q = 500 Кл; Q -? СИ: R = 1,2 Ом;

t = 120 сек; q = 500 Кл; Решение: Q = I2Ч RЧ t; I = q / t; Q = = ;

Q = » 25Ч 102 Дж = 2,5 кДж.

15. Определение основн.

парам-ров гармонического колеб.

движ. по его графику

По графику, приведенному на

рисунке, определите амплитуду,

период, частоту. Какие из величин,

характеризующих гармонические

колебания (амплитуда, период,

частота, смещение, скорость,

ускорение) , являются постоянными

и какие - переменными?

1. Расчет давления твердого тела 2. Расчет силы

атмосферного давления на плоскость 3. Расчет давления внутри

жидкости 4. Расчет кол-ва теплоты, требуемого для плавл. тв. тела

при темп-ре плав-я 5. Расчет кол-ва теплоты, требуемого для

нагревания жидкости до темп-ры кипения 6. Применение закона

Ома для участка цепи 7. Применение формул механич. работы и

мощ-ти для случая движ-я автомобиля с постоянной скоростью 8.

Чтение и интерполяция графиков зависимости кинематических

величин (перемещ-я и скор-ти) от времени 9. Применение второго

з-на Ньютона в случае, когда тело движ. прямолинейно под

действием одной силы 10. Применение закона сохранения

импульса при неупругом столкновении тел 11. Применение закона

сохранения механической энергии при свободном падении тел 12.

Расчет удельного сопротивления проводника 13. Расчет мощности

и работы электрического тока 14. Расчет количества теплоты,

выделяемой электрическим нагреватлем 15. Определение основных

параметров гармонического колеб. движения по его графику

8. Чтение и интерполяция графиков зависимости

кинематических величин (перемещения и скорости) от времени

По графику перемещения равномерно движущегося

тела (см. рис.) определите: а) перемещение тела за 5 ч; б) скорость

Основные понятия. Механическая энергия

Определение : Энергия это мера возможности совершить работу.

Для примера: Сжатая пружина в механических часах обладает энергией достаточной для работы часов в течении суток или более. Батарейки в детской игрушке позволяют ей работать в течении нескольких часов. Раскрутив детский волчок, можно сообщить ему энергию достаточную для вращения в течении некоторого времени.

Энергия и работа связанные между собой понятия, единицей для их измерения служит Джоуль [Дж]. Одно из определений работы из курса физики:

Определение: Работой силы F на прямолинейном пути s, в случае когда направление силы и направление движения совпадают, называется произведение силы на путь.

Опуская груз массой 1 кг на высоту s=1 м мы совершаем работу за счет силы тяжести. Сила тяжести G действующая на груз массой 1 кг рассчитывается по формуле:

где, ускорение свободного падения:

масса груза:

следовательно работа при опускании груза:

Подняв груз массой 1 кг на высоту 1 м мы совершили работу A=9.8 Дж. Если груз отпустить, то под действием силы тяжести опустившись на 1 м груз может совершить работу. Другими словами тело массой 1 поднятое на высоту 1 м обладает энергией (возможностью совершить работу) равной 9.8 Дж. В данном случае речь идет о потенциальной энергии в поле силы тяжести.

Движущиеся тело может столкнувшись с другими телами вызвать их движение (совершить работу). В этом случае речь идет о кинетической энергии. Сжимая (деформируя) пружину, мы сообщаем ей потенциальную энергию деформации (возможность совершить работу при распрямлении).

В повседневной жизни мы наблюдаем непрерывное перетекание энергии из одного вида в другие. Подбросив мяч мы сообщаем ему кинетическую энергию, поднявшись на высоту h он приобретает потенциальную энергию, в момент удара о землю мяч подобно пружине сжимается приобретая потенциальную энергию деформации, и т.д. Все выше перечисленные виды энергии относятся к механической энергии. обратно к содержанию

Виды и источники энергии

Тепловая энергия

Вторым, после механической, видом энергии, которым человек пользуется на протяжении почти всей своей истории является тепловая энергии. Наглядное представление о тепловой энергии человек получает с пеленок: это горячая пища, тепло систем отопления в современной квартире (если его не отключили), или тепло печки в деревенском доме.

Что же представляет собой эта энергия с точки зрения физики?

Каждое физическое тело состоит из атомов или молекул, в жидкостях и газах они хаотично движутся, чем выше скорость движения, тем большей тепловой энергией обладает тело. В твердом теле подвижность молекул или атомов значительно ниже чем в жидкости, а тем более в газе, молекулы твердого тела только колеблются относительно некоторого среднего положения, чем сильнее эти колебания тем большей тепловой энергией обладает тело. Нагревая тело (сообщая ему тепловую энергию), мы как бы раскачиваем его молекулы и атомы, при достаточно сильном "раскачивании" можно выбить молекулы со своего места и заставить хаотично двигаться. Этот процесс плавления наблюдал каждый, нагревая в руке кусочек льда. Продолжая нагрев мы как бы разгоняем движущиеся молекулы, при достаточном разгоне молекула может выйти за переделы тела. Чем больше нагрев, тем больше молекул могут покинуть тело, в конце концов, передав телу достаточное количество тепловой энергии можно превратить его в газ. Такой процесс испарения протекает кипящем чайнике.

Электрическая энергия

Мельчайшей электрически заряженной частицей является электрон, который в ходит в состав любого атома. Для нейтрального атома суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду ядра, а заряд всего атома равен нулю. Если удалить несколько электронов, то сумма зарядов электронов и ядра станет больше нуля. Если добавить лишних то атом приобретет отрицательный заряд.

Из физики известно что два противоположно заряженных тела притягиваются. Если на одном теле сосредоточить положительный заряд (удалить с атомов электроны) а на другом отрицательный (добавить электроны), то между ними возникнут силы притяжения, но на больших расстояниях эти силы очень малы. Соединив эти два тела проводником (например металлической проволокой в которой электроны очень подвижны) мы вызовем движение электронов от отрицательно заряженного тела к положительно заряженному телу. Движущиеся электроны могут совершить работу (например накалить нить электролампы) следовательно заряженные тела обладают энергией.

В источнике электрической энергии происходит разделение положительных и отрицательных зарядов замыкая электрическую цепь мы, как бы позволяем разделенным зарядам соединится но при этом заставляем их выполнить необходимую нам работу.

Выпуск 16

В видеоуроке физики от Академии занимательных наук профессор Даниил Эдисонович познакомит юных телезрителей с новой физической величиной, которая служит для измерения давления — Паскалем. Посмотрев передачу вы узнаете, какое значение имеет площадь опоры твёрдого тела, как не провалиться под лёд или снег, а также познакомитесь с формулой давления твёрдых тел.

Формула давления твёрдых тел

Как вы наверное помните из прошлой передачи, вес — это сила, с которой тело давит на опору. Почему же один и тот же человек, идя по снегу в ботинках проваливается, а идя на лыжах — нет? Чтобы разобраться в этом вопросе профессор Даниил Эдисонович научит вас формуле давления твёрдых тел. Трактор весит гораздо больше автомобиля, а в рыхлой почве не вязнет. В то же время лёгкий автомобиль попав на такую почву скорее всего застрянет и его придётся вытаскивать трактором. Результат действия силы на поверхность зависит не только от величины этой силы, но и от площади, к которой приложена эта сила. Когда человек наступает в снег, вес его тела распределяется по площади его ступней. А если человек обут в лыжи, то вес распределяется по их площади, которая намного больше площади ступней. Поскольку площадь приложения стала больше, человек не провалится в снег. Давление - это скалярная физическая величина, равная отношению силы давления, приложенной к данной поверхности, к площади этой поверхности. Чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь этой поверхности. Формула давления твёрдых тел записывается так: p=F/S, где р - это давление, F - сила давления, S - площадь опоры. За единицу давления принимается давление, которое производит сила в 1 ньютон, действующая на поверхность площадью 1м2 перпендикулярно этой поверхности. Измеряется давление в паскалях. Таким образом, по формуле давления твёрдых тел, 1 паскаль равен 1 ньютону на квадратный метр. Между силой давления и давлением существует прямо пропорциональная зависимость, то есть чем больше сила, тем больше давление и наоборот, чем меньше сила, тем меньше давление. Если говорить о зависимости давления от площади опоры, то здесь наблюдается обратно пропорциональная зависимость, то есть чем больше площадь опоры, тем меньше давление и наоборот, чем меньше площадь соприкосновения тел, тем давление больше. Величина давления имеет большое значение не только в жизни человека, но и в жизни животных. Например, заяц, оказывающий давление в 1,2 кПа может сравнительно легко убежать от волка, который оказывает давление 12 кПа, по рыхлому снегу, но не спасется от него на твердой почве.