Меню

Давление человека на землю стоя

А вы знали, что нагрузка от дома на грунт соизмерима с нагрузкой человека на землю? (Интересный факт)

Добрый день, уважаемые гости и подписчики канала «Строю для Себя»!

Очень необычная тема для моего канала, но хотел бы отметить этот удивительный факт.

Чтобы каждый читатель смог понять, каким образом будет проводиться сравнение, я коротко поясню, что каждое тело имеет свой собственный вес. И, чтобы рассчитать создаваемую телом нагрузку или давление на грунт, нам нужно вычислить вес, приходящийся на единицу площади.

Что касается какой-либо конструкции, в том числе — нашего дома, то во избежание деформации строения, всегда первым закладывается фундамент с предварительным расчетом опорной его зоны на грунт исходя из веса строения и несущей способности грунта.

В конечном итоге, мы получаем значение давления, которое выражается в килограммах на квадратный сантиметр или кг/кв.см. И ниже, я сравню давление от дома и давление от веса человека на грунт.

Расчет сам по себе несложен и заключается в том, чтобы собрать (просуммировать) все существующие нагрузки от частей дома на фундамент, а именно от плит перекрытий, от стен, от крыши и т.д. Чтобы сильно не перегружать статью, я попытаюсь максимально упростить «строительно-математические» выкладки.

При расчете, строители оперируют участком стены равным одному погонному метру. Если Вы сталкивались со строительством, то наверняка иллюстрация будет Вам знакома:

Теперь, ближе к сравнению

В качестве примера для статьи, я буду рассматривать одноэтажный кирпичный дом с толщиной стены 1,5 кирпича. Заведомо, не беру легкие дома из газобетона, из бруса или каркасники, дальше объясню — почему.

Как вы понимаете, размер дома для сравнения не имеет значения, так как с увеличением его длины или ширины, увеличивается и сам фундамент, а нагрузка на 1 погонный метр всегда будет оставаться постоянной.

Непосредственно, сбор нагрузок и сам расчет: Высота стены этажа 3 м., толщина стены 1,5 кирпича или 38 см, поэтому объем кирпичной кладки на 1 её погонный метр равен 0,38*3*1=1,14 куб.м. Удельный вес 1 куба кирпичной кладки по строительным справочникам равен приблизительно 1500 кг, соответственно вес участка стены высотой 3 метра равен 1,14 * 1500 кг. = 1700 кг.

Теперь, нам нужна нагрузка от крыши. Берем обычную металлическую кровлю и с учетом как снеговой, так и ветровой нагрузок, а так же нагрузки от чердачного перекрытия и стропильной системы — вес на 1 погонный метр составляет порядка 450 кг.

Далее, добавим сюда цоколь и ленточный фундамент из бетона глубиной 1,5 м. и толщиной не менее, чем стена. Примем толщину за 40 см., а это около 1300 кг., таким образом мы имеем все нагрузки, приходящиеся на 1 погонный метр и можем их сложить:

1700+450+1300 = 3450 кг.

Таким образом, получаем, что 1 п.м. дома давит весом 3450 кг. на грунт посредством фундамента, который распределяет по основанию эту нагрузку своей площадью опоры, равной 40 см. * 100 см. = 4000 кв.см. Поэтому, грунт испытывает давление от дома 3450/4000 = 0,86 кг/кв.см., т.е. чуть менее одного кг. на 1 кв.см.

Фух :-))), это выяснили, с человеком намного проще.

Что касается человека, то здесь берем его вес, для простоты расчета — 100 кг., и обе подошвы его обуви 43-го размера, площадью 126 кв.см. каждая, т.е. 2 подошвы = 252 кв.см.

Вычисляем давление от человека на землю: 100/252 = 0,4 кг/кв.см.

Можем сравнить :-)))

Одноэтажный кирпичный дом — 0,86 кг/кв.см. и 100 килограммовое тело человека — 0,4 кг/кв.см.

Как видите, различие всего лишь в два раза, а со стороны кажется, что различие должно быть в сотни раз как минимум! А если дом будет из газобетона, каркасным или бревенчатым? Если так, то грунт под ногами человека будет испытывать куда более сильную нагрузку, нежели от таких домов. Поэтому, всё в мире относительно.

Если Вам понравилась статья, я буду очень рад. Спасибо!

Источник

Какой атмосферный столб давит на среднего человека на земле? И давит ли больше если человек лежит?

Большинство из нас считают, что воздух — это «ничто» , но воздух — это явное «что-то» , если он состоит из определенных газов. Газ не имеет оп­ределенных размеров или формы, но он занимает пространство.

Огромный воздушный океан, окружающий Землю и простирающийся на многие мили вверх, притягивается и удерживается за счет земного тя­готения. Следовательно, воздух имеет вес. А по­скольку воздух находится повсюду вокруг нас, он увеличивает вес любого наполняемого им предме­та. Например, в волейбольном мяче содержится небольшое количество воздуха. Если вы взвесите два таких мяча, один — накачанный, а другой — спущенный, то вы обнаружите, что спущенный мяч легче.

Вес воздуха создает давление. Воздух давит на все ваше тело со всех сторон, подобно воде, если вы находитесь на дне моря. Огромная масса воз­духа очень сильно давит на Землю, и давление при этом составляет примерно один килограмм на квадратный сантиметр.

Килограмм — это вес колонны воздуха с пло­щадью основания 1 квадратный сантиметр и высотой, равной высоте атмосферы. Площадь вашей ладони — примерно 77 квадратных сантиметров. Представьте, что на вашу ладонь положен груз весом в 77 килограммов! Причиной того, что вы этого не замечаете, служит то, что воздух, нахо­дящийся под вашей рукой, давит с такой же си­лой, как и сверху. И на вашу голову воздух давит с силой в 270 килограммов, но вас не сплющива­ет, потому что и внутри вашего тела есть воздух, который уравновешивает давление наружного воздуха.

Чем выше вы поднимаетесь (например, на вер­шину горы) , тем меньше воздуха над вами, тем меньше давление. На высоте в 6000 метров дав­ление составляет примерно 0,4 килограмма на квадратный сантиметр. На высоте 3000 метров — 0,7 килограмма на квадратный сантиметр. Если бы вам удалось подняться на высоту в 100 кило­метров, то вы обнаружили бы, что там почти нет давления.
Атмосферное давление выражают в граммах на см2 или в килограммах на м2. На уровне моря давление воздуха составляет около 1 кг 33 г на 1 см2. Представьте, что вы загораете на морском берегу, растянувшись на песке. Если площадь вашего тела примерно равна 1 м2, то воздух давит на вас с силой около 10 тонн! Но человек, как и любой другой организм, не чувствует этого, поскольку атмосферное давление уравновешивается внутренним.

Кстати, подсчитан и общий вес всей земной атмосферы. Оказывается, он составляет 5 квадриллионов (5 000 000 000 000 000!) тонн. Цифра колоссальна, однако это всего лишь миллионная часть веса всей нашей планеты.

Источник

С каким давлением человек давит на землю

Предлагаем самое важное по теме: «с каким давлением человек давит на землю» с комментариями профессиональных докторов. Мы постарались описать всю проблематику доступными словами. Если что-то не понятно или есть вопросы, то вы можете их оставить в специальном поле после статьи.

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

Пределите давление человека на землю: а) при ходьбе; б) в положении стоя на двух ногах. Сила давления 600 Н, площадь подошвы одного ботинка 200 см2.

Экономь время и не смотри рекламу со Знаниями Плюс

Экономь время и не смотри рекламу со Знаниями Плюс

F – сила ( 600 Н )
S – площадь ( 200 см² = 0,02 м² )

p = 600 / 0,02 = 30000 Па

б) S = 0,02 * 2 ( таккак две ноги ) = 0,04 м²

p = 600 / 0,04 = 15000 Па

Подключи Знания Плюс для доступа ко всем ответам. Быстро, без рекламы и перерывов!

Не упусти важного – подключи Знания Плюс, чтобы увидеть ответ прямо сейчас

Посмотри видео для доступа к ответу

О нет!
Просмотры ответов закончились

Подключи Знания Плюс для доступа ко всем ответам. Быстро, без рекламы и перерывов!

Не упусти важного – подключи Знания Плюс, чтобы увидеть ответ прямо сейчас

Определение давления, оказываемого человеком на почву.

Цель работы: определить давление, оказываемое человеком на почву, стоя на одной ноге, на двух ногах, в состоянии лежа.

Приборы и материалы: миллиметровая бумага, линейка.

Содержание и метод выполнения работы.

Под действием силы тела деформируются. Иногда деформация такова, что приводит к разрушению поверхности взаимодействующих тел (разрушается лед при ходьбе по нему, появляются следы на снегу и песке и т.д.). Но действие силы может быть и таким, что разрушение поверхности происходить не будет. Например, человек на лыжах. Таким образом, разрушающее действие силы на тело определяется материалом поверхности, значением силы и площади, по которой распределена эта сила.

Читайте также:  Датчик давления воды dlm

Отношение силы, действующее на поверхность, к площади поверхности называют давлением.

Единица давления, как и сама величина, является производной. За единицу давления Паскаль (Па) принято давление, вызываемое силой 1 Н, распределенной по поверхности площадью 1 м².

Чтобы лично вы, стоя на лыжах, производили давление около 1 Па, вам понадобятся «лыжи» площадью около 600 м².

Порядок выполнения работы.

1. Возьмите листок бумаги и очертите контуры вашей ноги.

2. Определите площадь вашей ноги по этому очертанию в сравнении с 1 см².

3. Используя весы, определите свою массу. Вычислите силу, с которой вы действуете на почву.

4. Рассчитайте давление, оказываемое вами на почву, если вы стоите на одной ноге, на двух ногах.

5. Результаты занесите в таблицу.

6. Сделайте вывод о давлении человека на землю при ходьбе, беге, в положении стоя на двух ногах.

Определение атмосферного давления.

Цель работы: определить атмосферное давление.

Приборы и материалы: барометр – анероид.

Содержание и метод выполнения работы.

Как известно, атмосфера- это воздушная оболочка Земли. Атмосфера состоит условно из следующих слоев: тропосфера, стратосфера, термосфера и ионосфера. Атмосфера удерживается около Земли силой тяготения и оказывает давление на все тела, которые в ней находятся.

Прибор для измерения атмосферного давления носит название барометр. Единицей атмосферного давления служат мм.рт. ст или Па. 1 мм.рт.ст = 133.3 Па

В нашей работеизмерение производится при помощи барометра – анероида. Прибор располагается горизонтально. Атмосферное давление измеряется в паскалях (Па), миллибарах (мб), и миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст). Величины связаны между собой следующим образом:

1 мм.рт.ст. = 1,33 мб

1 мм.рт.ст. = 133 Па

Нормальным атмосферным давлением на уровне моря считается давление 760 мм.рт.ст. Для каждой местности нормальное давление свое, т.к в зависимости от высоты изменяется давление (при повышении высоты на 10,5 метров давление понижается на 1 мм.рт.ст.)

Повышенное или пониженное давление определяет атмосферный фронт. Пониженное давление – признак циклонального фронта, повышенное антициклонального. Циклон – приток воздуха, связанный с областью пониженного давления; антициклон – отток воздуха, связанный с областью повышенного давления. Наличие того или иного фронта позволяет прогнозировать погоду местности.

Порядок выполнения работы.

1. Выберите объекты исследования, 3-4 контрольных точки (лес, низина, опушка, ручей и т.д.)

2. Подготовьте барометр – анероид к работе.

3. Измерьте атмосферное давление в первой контрольной точке. Повторите измерения в радиусе 10-12 м 3-4 раза.

4. Вычислите среднее значение атмосферного давления в этой точке.

Решебник по физике за 7 класс (А.В.Перышкин, Н.А.Родина, 1998 год),
задача №4
к главе «Раздел III. Взаимодействие тел. §44 Упражнение 29».

Задание № 4. При массе 60 кг и росте 1,6 м площадь поверхности тела человека равна ≈ 1,6 м2. Рассчитайте силу, с которой атмосфера давит на человека (при нормальном атмосферном давлении).

Ответ: 162 кН; человек не ощущает действия такой силы, т. к. давление внутри него соразмерно (почти такое же) внешнему воздушному.

В настоящее время заметно увеличилось количество людей, болезненно реагирующих на смену погоды. При этом активнее всего на человека воздействует атмосферное давление, вернее его резкие перепады.

В обычных условиях атмосферный воздух оказывает давление на все поверхности с силой около 1 килограмма на квадратный сантиметр, что в пересчете на поверхность тела человека составляет почти 18 тонн! Поэтому, даже относительно небольшие, но резкие колебания атмосферного давления существенно сказываются на самочувствии многих людей.

Например, при изменении атмосферного давления всего на 10 миллиметров ртутного столба давление на поверхность тела человека изменяется на 210 — 240 килограммов. В среднем атмосферное давление над уровнем моря составляет 760 миллиметров ртутного столба, но его колебания между сутками могут достигать 20 — 25 миллиметров ртутного столба. Такие резкие скачки очень плохо влияют на любой, даже относительно здоровый организм.

Атмосферное давление определяет содержание кислорода в воздухе, то есть в зависимости от перепадов давления мы, то оказываемся в атмосфере с относительно низким содержанием кислорода, то подвергаемся воздействию его высоких концентраций. В ответ на эти колебания раздражаются рецепторы кровеносных сосудов и часто происходит сосудистый спазм, особенно у людей пожилых, страдающих хроническими заболеваниями. Изменяется частота сердечных сокращений и величина артериального давления, появляется головная боль, головокружение, бессонница, раздражительность. У людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, могут учащаться приступы стенокардии, возникать гипертонические кризы и нарушения сердечного ритма. Резкое понижение атмосферного давления может негативно сказаться на самочувствии больных с бронхолегочными заболеваниями, хроническими заболеваниями суставов.

Поэтому всем метеочувствительным людям рекомендуется следить за прогнозом погоды. Если ожидаются перепады атмосферного давления, больным людям необходимо тщательно соблюдать график приема лекарств, а при некоторых заболеваниях сердца даже увеличить дозу медикаментов. Остальным же лучше отложить на это время все дела, которые могут подождать. Стоит пораньше лечь спать, отказавшись перед сном от вечерней сигареты (если вы курите) и как следует, проветрив комнату. А утром чашку кофе лучше заменить натуральным соком или отваром шиповника.

Две тонны

Атмосферное давление составляет один килограмм на квадратный сантиметр. При площади кожи человека около двух квадратных метров получается, что каждый из нас живет под давлением две тонны. Это, однако, не вызывает затруднений. Наше тело в основном состоит из несжимаемых жидкостей, наполняющих клетки, и легко переносит даже в несколько раз большее давление, например, при погружении с аквалангом. Проблемы возникают как раз при снижении давления: газы, растворенные в жидкостях тела (прежде всего в крови), могут выделяться в виде пузырьков, что вызывает кессонную болезнь.

С какой силой атмосфера давит на человека? Если сравнить это давление с грузом, какой вес каждый из нас носит на себе?

Многие люди подвластны изменения в окружающей среде. На третью часть населения влияет притяжение воздушных масс к земле. Атмосферное давление: норма для человека, и как отклонения от показателей сказывается на общем самочувствие людей.

Изменения в погоде могут влиять на состояние человека

Какое атмосферное давление считается нормальным для человека

Атмосферным давлением считают вес воздуха, который давит на тело человека. В среднем это 1,033 кг на 1 кубический см. То есть 10-15 тонн газа ежеминутно контролируют нашу массу.

Норма атмосферного давления – 760 мм ртутного столба или 1013,25 мбар. Условия, в которых организм человека чувствует себя комфортно или адаптировано. По сути, идеальный метеопоказатель для любого жителя Земли. В действительности все не так.

Атмосферное давление не стабильно. Его изменения ежедневны и зависят от погоды, рельефа, уровнем над морем, климата и даже времени суток. Колебания не заметны для человека. Например, ночью ртутный столбик поднимается выше на 1-2 деления. Незначительные перемены не влияют на самочувствие здорового человека. Перепады в 5-10 и более единиц болезненны, а резкие значительные скачки смертельны. Для сравнения: потеря сознания от горной болезни встречается уже при падении давления на 30 единиц. То есть на уровне 1000 м над морем.

Континент и даже отдельную страну можно поделить на условные области с разной нормой среднего давления. Потому оптимальное атмосферное давление для каждого человека определяется регионом постоянного проживания.

Пример распределения атмосферного давления над Россией в январе

Гибкий человеческий организм имеет потенциал подстраиваться под незнакомые природные условия. Пресловутая курортная акклиматизация тому пример. Случается, когда перестройка невозможна. Так жители гор страдают плохим самочувствием в низине, сколько бы времени не находились там.

В каждом регионе России сформировался индивидуальный уровень давления. В Москве идеальные 760 мм практически не бывает. Среднее значение — 747-749 единиц. Для москвичей не ощутимо повышение до 755 мм. Значения выше порой сказываются на самочувствии. Москва стоит на возвышенности, потому давление выше среднего априори невозможно. В Московской области деления держатся еще ниже: территория расположена выше столицы.

Таблица «Норма атмосферного давления для городов России»

В Донецке атмосферное давление также отличается от области. В городе среднее 744-745 мм, а населенных пунктах ближе к уровню моря – 749-750.

Какое влияние оказывает атмосферное давление на человека

Атмосферное и артериальное давления взаимосвязаны. Понижение мбар ( пасмурная, дождливая погода) отражается на организме:

  • понижение артериального давления;
  • сонливостью и апатией;
  • снижением частоты пульса;
  • трудностями с дыханием;
  • быстрой утомляемостью;
  • головокружениями и болью;
  • тошнотой;
  • проблемами с желудочно-кишечным трактом;
  • мигренью.

Во время дождливой погоды появляется чувство сонливости

В группе риска гипотоники и лица с угнетенными функциями дыхания. Их самочувствие в такие дни отличаются обостренными симптомами и приступами. Учащаются случаи гипотонического криза.

Повышенное давление воздуха (ясная, сухая, безветренная и теплая погода) приносит угнетенное самочувствие гипертоникам. Симптомы противоположны:

  • повышение артериального давления;
  • учащенный ритм сердца;
  • краснота лица;
  • головная боль;
  • шум в ушах;
  • головокружение;
  • пульсация в висках;
  • «мушки» перед глазами;
  • тошнота.

Высокое давление воздуха негативно сказывается на гипертониках

Подобные погодные условия щедры на инсульты и инфаркты.

Движение ртути более чем на одно деление за 3 часа – повод для стресса у крепкого организма здорового человека. Такие колебания чувствует каждый из нас в виде головной боли, сонливости, усталости. Более трети людей страдает от метеозависимости в разной степени тяжести. В зоне высокой чувствительности население с заболеваниями сердечно-сосудистой, нервной и дыхательной системы, пожилые люди. Как помочь себе, если близится опасный циклон?

Читайте также:  Норма атмосф давления в волгограде

Здесь собрано не так много новых советов. Считается, что в совокупности они облегчают страдания и учат правильному образу жизни при метеоуязвимости:

Не забывайте принимать витамины для укрепления здоровья

Атмосферное давление – это явление, которое абсолютно не зависит от человека. Более того, наше тело подчиняется ему. Какое должно быть оптимальное давление для человека определяет регион жительства. Особо поддаются метеозависимости люди с хроническими заболеваниями.

Оцените статью

(16 оценок, средняя 4,44 из 5)

Приветствую всех любителей географии! Сегодня я буду говорить об атмосферном давлении. Из данной статьи Вы узнаете, что такое атмосферное давление, как его измеряют, как оно меняется и какие этому причины.

Атмосферное давление – это давление атмосферного воздуха на предметы, которые в нем находятся, и на поверхность Земли. Атмосферный воздух Земли находится в постоянном движении.

Перемещение воздуха мы ощущаем в виде ветра, который от экватора переносит тепло к полюсам и влагу от моря к суше, где она выпадает в виде дождя .

Видео (кликните для воспроизведения).

Солнце – это единственный источник энергии, который вызывает движение атмосферы .

Давление воздуха измеряется в миллибарах (мбар), гектопаскалях (гПа) и миллиметрах ртутного столбика.

Среднее (или нормальное) атмосферное давление на уровне моря на широте 45°, в среднем составляет 1013,2 мбар (гПа) или 760 мм рт. ст. по барометру.

Плотность и давление воздуха с высотой уменьшаются. Величина давления на высоте 5,5 км всего лишь составляет 500 мбар, или половину от нормального.

Этот перепад давления (как по горизонтали, так и по вертикали) называется градиентом давления .

Воздух, к средине XVII века, считался невесомым и невидимым. Итальянский ученый Торричелли, в 1642 году, впервые доказал, что столп воды, высотой приблизительно 10,3 м, уравновешивает атмосферное давление вблизи земной поверхности.

Поскольку ртуть в 13,6 раз тяжелее воды, то атмосферное давление уравновешивается столбом ртути высотой 76 см.

Наполненная ртутью до отметки 76 см трубка, которая перевернута открытым концом в посудину с ртутью, была названа барометром (от греч. «барос» — вес).

Но если у атмосферы есть вес и она оказывает давление, тогда его величина должна быть на разных высотах разной.

Пьере в 1646 году, во Франции, при помощи ртутного барометра установил, что давление на вершине горы меньше, чем у ее подножья, то есть, как я писала выше, с высотой давление атмосферы уменьшается.

Атмосфера на сотни километров простирается вверх, но основной вес воздуха сосредоточен в довольно таки тонком слое.

Половина атмосферной массы находится между морским уровнем и высотой 5-6 км, в слое до 16 км – сосредоточено 90% ее массы, а в слое до 30 км – 99%.

Другими словами (повторюсь еще раз) с высотой плотность воздуха быстро уменьшается. И поэтому, 1 м 3 воздуха на уровне моря весит 1033г, на высоте 12 км – 319 г, а на высоте 40 км – всего лишь 4г.

Около земной поверхности на 1 см 2 площади, атмосфера давит с силой, которая равна 1033г, а на 1 м 2 – уже 10 333 кг.

Таким образом, на тело взрослого человека давит вес, который равен 12-15 тыс. кг, или 12-15 т, а на ладонь руки – 150 кг.

Но человек этого веса не ощущает, потому что внешнее давление уравновешивается давлением воздуха внутри тела.

Жизнь на Земле приспособлена именно для этого давления, и поэтому, если мы поднимаемся на большие высоты, наше самочувствие ухудшается, это происходит из-за недостатка кислорода, и из-за низкого давления.

Нам известен тот факт, что любая жидкость закипает быстрее при низком атмосферном давлении. На высоте около 20 км она закипает при температуре 37°С.

На такой высоте закипит и кровь (потому как температура тела человека составляет около 37°, малейший перегрев и все). Именно поэтому в полетах космонавтов помещают в герметично закрытые кабины и скафандры, создавая для них особенные физиолого-гигиенические условия.

Барометрический уровень – это расстояние, на которое необходимо опустится или подняться, для того, чтобы давление изменилось на 1 миллибар. Он равен 8 метрам в приземном шаре.

Это обозначает следующее: давление снижается на 1 мб, через каждые 8 м. В слое 4-6 км этот уровень равен 13 м, а в шаре 12-16 км – 40 м.

Также величина барометрического уровня еще зависит от температуры воздуха.

Неравномерный нагрев земной поверхности, которая, в свою очередь, нагревает воздух, создает разницу в атмосферном давлении.

Поскольку холодный воздух плотнее, он опускается вниз, тем самым создавая область высокого давления.

Ветер – это перемещение воздуха из областей с высоким давлением к участкам с низким давлением.

Ветер переносит воздух различной температуры и давления из одной области в другую, вызывая скопление воздуха на отдельных участках, это приводит к увеличению его плотности и возникновению новых градиентов давления.

Надеюсь, мы достаточно разобрали вопрос «что такое атмосферное давление?». И эта статья Вам помогла в этом. Желаю Вам, дорогие читатели, хорошего настроения и успехов в жизни и познании новых научных вершин! До встречи в новых статьях!

По рыхлому снегу человек идёт с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но, надев лыжи, он может идти, почти не проваливаясь в него. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Однако действие этой силы в обоих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек, с лыжами и без лыж. Площадь поверхности лыж почти в 20 раз больше площади 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.

Ученик, прикалывая кнопками газету к доске, действует на каждую кнопку с одинаковой силой. Однако кнопка, имеющая более острый конец, легче входит в дерево.

Значит, результат действия силы зависит не только от её модуля, направления и точки приложения, но и от площади той поверхности, к которой она приложена (перпендикулярно которой она действует).

Этот вывод подтверждают физические опыты.

По углам небольшой доски надо вбить гвозди. Сначала гвозди, вбитые в доску, установим на песке остриями вверх и положим на доску гирю. В этом случае шляпки гвоздей лишь незначительно вдавливаются в песок. Затем доску перевернем и поставим гвозди на острие. В этом случае площадь опоры меньше, и под действием той же силы гвозди значительно углубляются в песок.

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

В рассмотренных примерах силы действовали перпендикулярно поверхности тела. Вес человека был перпендикулярен поверхности снега; сила, действовавшая на кнопку, перпендикулярна поверхности доски.

Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением.

Чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь поверхности:

давление = сила / площадь.

Обозначим величины, входящие в это выражение: давление – p, сила, действующая на поверхность, – F и площадь поверхности – S.

Тогда получим формулу:

Понятно, что бóльшая по значению сила, действующую на ту же площадь, будет производить большее давление.

За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 перпендикулярно этой поверхности.

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).

Пример. Рассчитать давление, производимое на пол мальчиком, масса которого 45 кг, а площадь подошв его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 300 см 2 .

Запишем условие задачи и решим её.

Дано: m = 45 кг, S = 300 см 2 ; p = ?

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.

Читайте также:  Парциальное давление паров воды смеси

С другой стороны, при малой площади поверхности можно небольшой силой произвести большое давление. Например, вдавливая кнопку в доску, мы действуем на нее с силой около 50 Н. Так как площадь острия кнопки примерно 1 мм 2 , то давление, производимое ею, равно:

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.

А как изменится давление газа, если нагреть его при постоянном объеме? Известно, что скорость движения молекул газа при нагревании увеличивается. Двигаясь быстрее, молекулы будут ударять о стенки сосуда чаще. Кроме того, каждый удар молекулы о стенку будет сильнее. Вследствие этого, стенки сосуда будут испытывать большее давление.

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.

Для хранения и перевозки газов их сильно сжимают. При этом давление их возрастает, газы необходимо заключать в специальные, очень прочные баллоны. В таких баллонах, например, содержат сжатый воздух в подводных лодках, кислород, используемый при сварке металлов. Конечно же, мы должны навсегда запомнить, что газовые баллоны нельзя нагревать, тем более, когда они заполнены газом. Потому что, как мы уже понимаем, может произойти взрыв с очень неприятными последствиями.

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.

Нет тематического видео для этой статьи.

Видео (кликните для воспроизведения).

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.

Источники

  1. Мазнев, Н. И. Заболевания сердечно-сосудистой системы. Профилактика и лечение растениями / Н.И. Мазнев. – М.: АСС-Центр, 2012. – 160 c.
  2. Ивановская, Н. А. Гипертония: все способы лечения / Н.А. Ивановская. – М.: Невский проспект, 2013. – 160 c.
  3. Попова, Юлия Болезни сердца и сосудов. Диагностика, лечение, профилактика / Юлия Попова. – М.: Амрита, Крылов, 2013. – 224 c.
  4. Суволокин, Д. А. Гипертония не приговор. Жизнь продолжается! / Д.А. Суволокин. – М.: Феникс, 2015. – 224 c.

Позвольте представиться – Иван. Более 8 лет занимаюсь работаю семейным врачом. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать разнообразные задачи. Все данные для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести как можно доступнее всю необходимую информацию. Перед применением описанного на сайте всегда необходима консультация с профессионалами.

Источник

Adblock
detector