Параграф 35 ГДЗ Иванов 7 класс (Физика)

По рыхлому снегу человек идет с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Но действие этой силы в обоих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек.
2. Что называют давлением?
Величину, равную отношению силы, действующей перпендикулярно к поверхности, к площади этой поверхности, называют давлением.
3. Почему при уколе острая иголка легче проникает, например, в кожу, чем тупая?
Кнопка, имеющая более острый конец, легче входит в кожу.
4. Опишите опыт, показанный на рисунке 94. Какой вывод можно сделать из этого опыта?
В углы небольшой доски вбивают гвозди. а) в этом случае шляпки гвоздей только незначительно вдавливаются в песок. б) Затем доску переворачивают и ставят гвозди на острие. В этом случае площадь опоры меньше, и под действием той же силы гвозди углубляются в песок.
5. Какие единицы давления вы знаете?
Единицы давления — 1 Н/м2 или 1 Па
ЗАДАНИЕ
1 В стеклянную ёмкость насыпьте песок. Пластиковую бутылку с длинным горлышком наполните водой, закройте крышкой и поставьте на песок. Затем бутылку переверните вверх дном и поставьте на песок горлышком. Сфотографируйте результаты опыта, сравните глубину погружения бутылки в песок. Что показывает этот опыт?
Чем меньше площадь опоры, тем больше создаваемое бутылкой давление. Площадь крышки меньше площади дна бутылки, соответственно во втором случае бутылка окажет большее давление на песок и погрузиться в него намного больше.
2 Зная свой вес, подсчитайте, какое давление вы оказываете на пол, стоя на двух ногах; стоя на одной ноге.
Чтобы определить площадь своей ноги, поставьте ногу на лист бумаги в клетку и обведите контур той части подошвы, на которую опирается нога (рис. 98). Посчитайте число целых клеток внутри контура. Прибавьте к нему половину от числа неполных клеток, по которым прошла линия контура. Полученное число умножьте на площадь одной клетки (0,25 см2), и вы узнаете площадь своей ноги.
Пусть масса равна 60 кг
Число полных квадратов 700
Число половинок 56
g = 10 м/с2
площадь подошвы S1 = (700 + (56/2))/4 = 203 см2 = 0,0203м2
p = F/S
F = mg
S = 2S1
p = F/S = mg/S = (60*10)/0.0203 = 29 556 Па = 29.6 кПа
3 Определите давление, которое оказывает ваш учебник, лежащий на столе.
Решение:
p = F/S = mg/ab = (0.8*10)/(0.3*0.2) = 130.66 Па
4 Рассчитайте, во сколько раз давление стола, за которым вы делаете уроки, уменьшится, если его перевернуть и поставить крышкой на пол.
Если стол перевернуть ножками вверх, то площадь опоры стола увеличится и давление уменьшится, причем во столько раз, во сколько площадь крышки стола больше суммарной площади ножек в соответствии с формулой p = F/S.
Упражнение 20
1. Выразите в паскалях давление: 12 гПа; 0,3; 9,05 кПа; 6 Выразите в гектопаскалях и килопаскалях давление: 25 000 Па; 700 Па.
12 гПа = 1 200 Па
0,3 Н/см3 = 3 000 Па
0,5 кПа = 50 Па
6 Н/см3 = 60 000 Па
25 000 Па = 25 кПа
700 Па = 7 гПа = 0,7 кПа
2. Какое давление оказывает трактор на землю, если его вес 30 000 Н, а площадь гусениц, опирающихся на землю, 1,6 м2? Во сколько раз оно отличается от давления, производимого станком (см. пример на с. 116)?
Решение:
p = F/S;
р = 30000/1.6 = 18 750Па = 18.75кПа
Ответ: 18.75 кПа
3. Площадь дна кастрюли 1000 см2. Какое давление на дно кастрюли оказывают 3 кг воды?
Решение:
p = F/S = mg/S = (3*10)/0.1 = 300 Па
Ответ: 300 Па
4. Мальчик массой 55 кг стоит на коньках. Ширина лезвия коньков равна 5 мм, а длина той части лезвия, которая опирается на лёд, составляет 17 см. Вычислите давление, производимое коньками на лёд. Сравните полученный результат с давлением, которое производит мальчик, стоящий без коньков, если площадь подошв его ботинок равна 300 см2.
p1 = F/S1 = mg/ab = (55*10)/(0.005*0.17) = 647 059 Па
p = mg/S = (55*10)/0.03 = 18 333 Па
p/p1 = (647 059)/(18 333) = 35
Ответ: 35
5. Зачем для переезда по болотистым местам делают настил из хвороста, брёвен и досок?
Для проезда по болотистым местам делают разные виды настилов, такие как хворост, бревно, различные доски. Делается это для того, чтобы увеличить площадь, на которую распределяется вес автомобиля и тем самым уменьшают давление на грунт.
Сила трения между колесом и настилом больше, чем между колесом и грунтом.
6. Используя знания о давлении, обоснуйте способ спасения человека, провалившегося под лед. Почему не следует приближаться к краю полыньи.
Лед не будет разрушаться под действием веса человека, если человек будет опираться на доску. Человек будет при этом оказывать меньшее давление на лед.

Вопросы

1. По рыхлому снегу человек идет с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. На лыжах человек действует на снег с той же силой, равной своему весу, но площадь опоры больше, поэтому давление меньше и человек не проваливается так сильно.

2. Давлением называют величину, равную отношению силы, действующей перпендикулярно к поверхности, к площади этой поверхности.

3. Острая иголка легче проникает в кожу, потому что площадь её острия очень мала, а значит, при той же силе давление больше.

4. В углы небольшой доски вбивают гвозди. Сначала доску ставят так, что на песок опираются шляпки гвоздей: они лишь немного вдавливаются в песок. Затем доску переворачивают и ставят на острые концы гвоздей. Площадь опоры уменьшается, поэтому при той же силе гвозди глубже входят в песок. Вывод: чем меньше площадь опоры, тем больше давление.

5. Единицы давления: $$1\ \text{Па}=1\ \text{Н/м}^2$$.

Упражнение 20

1. Выразим давление в паскалях:

$$12\ \text{гПа}=1200\ \text{Па}$$
$$0{,}3\ \text{кПа}=300\ \text{Па}$$
$$9{,}05\ \text{кПа}=9050\ \text{Па}$$
$$6\ \text{кПа}=6000\ \text{Па}$$

Выразим давление в гектопаскалях и килопаскалях:

$$25000\ \text{Па}=250\ \text{гПа}=25\ \text{кПа}$$
$$700\ \text{Па}=7\ \text{гПа}=0{,}7\ \text{кПа}$$

2.

$$p=\frac{F}{S}$$
$$F=30000\ \text{Н},\quad S=1{,}6\ \text{м}^2$$
$$p=\frac{30000}{1{,}6}=18750\ \text{Па}=18{,}75\ \text{кПа}$$

Давление трактора меньше давления станка, если у станка площадь опоры меньше.

3.

$$S=1000\ \text{см}^2=0{,}1\ \text{м}^2$$
$$m=3\ \text{кг},\quad g=10\ \text{м/с}^2$$
$$p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{3\cdot 10}{0{,}1}=300\ \text{Па}$$

4.

$$m=55\ \text{кг},\quad g=10\ \text{м/с}^2$$
$$a=5\ \text{мм}=0{,}005\ \text{м},\quad b=17\ \text{см}=0{,}17\ \text{м}$$
$$S_1=ab=0{,}005\cdot 0{,}17=0{,}00085\ \text{м}^2$$
$$p_1=\frac{mg}{S_1}=\frac{55\cdot 10}{0{,}00085}\approx 6{,}47\cdot 10^5\ \text{Па}$$

Площадь подошв ботинок:
$$S=300\ \text{см}^2=0{,}03\ \text{м}^2$$
$$p=\frac{mg}{S}=\frac{55\cdot 10}{0{,}03}\approx 1{,}83\cdot 10^4\ \text{Па}$$

Во сколько раз давление на коньках больше:
$$\frac{p_1}{p}=\frac{6{,}47\cdot 10^5}{1{,}83\cdot 10^4}\approx 35$$

5. Настил из хвороста, брёвен и досок делают для увеличения площади опоры. Тогда давление на болотистый грунт уменьшается, и машина меньше проваливается.

6. Человека, провалившегося под лёд, нужно спасать так, чтобы уменьшить давление на лёд: подползать к нему, использовать доску, лестницу, лыжи, палки. К краю полыньи приближаться нельзя, потому что там лёд уже ослаблен и может проломиться под большей нагрузкой.

Задания

1. Чем меньше площадь опоры, тем больше давление, создаваемое бутылкой. Во втором положении бутылка погружается в песок глубже, потому что площадь опоры меньше.

2. Пусть масса равна $$60\ \text{кг}$$, $$g=10\ \text{м/с}^2$$.

Площадь одной подошвы:
$$S_1=203\ \text{см}^2=0{,}0203\ \text{м}^2$$

Стоя на двух ногах:

$$S=2S_1=0{,}0406\ \text{м}^2$$
$$p=\frac{mg}{S}=\frac{60\cdot 10}{0{,}0406}\approx 1{,}48\cdot 10^4\ \text{Па}=14{,}8\ \text{кПа}$$

Стоя на одной ноге:

$$p=\frac{mg}{S_1}=\frac{60\cdot 10}{0{,}0203}\approx 2{,}96\cdot 10^4\ \text{Па}=29{,}6\ \text{кПа}$$

3.

$$m=0{,}8\ \text{кг},\quad a=0{,}3\ \text{м},\quad b=0{,}2\ \text{м},\quad g=10\ \text{м/с}^2$$
$$p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{ab}=\frac{0{,}8\cdot 10}{0{,}3\cdot 0{,}2}\approx 133\ \text{Па}$$

4. Если стол перевернуть и поставить крышкой на пол, площадь опоры увеличится, поэтому давление уменьшится во столько раз, во сколько площадь крышки больше суммарной площади ножек:

$$\frac{p_1}{p_2}=\frac{S_2}{S_1}$$

То есть давление уменьшится в соответствующее число раз.