§21. Тиск. Одиниці тиску. Способи зміни тиску - Максимович

• ГДЗ Фізика 7 клас Максимович

1. Виразіть значення тиску в одиницях системи СІ та розташуйте їх у порядку спадання: 14 Н/см²; 4 Па; 0,014 МПа; 4 кПа; 140 Па; 1,4 кПа

Переведемо всі значення в паскалі:

2. Одне відро з водою має на дужці дерев’яну ручку, а друге — ні. У разі піднімання якого з відер буде більший тиск на руку?

Тиск залежить від сили, яка діє на площу, та площі контакту. У випадку з дерев’яною ручкою площа контакту більша, ніж у звичайної металевої дужки. Отже, при підніманні відра без дерев’яної ручки тиск на руку буде більшим, оскільки сила (вага відра) діє на меншу площу контакту.

3. Чим можна пояснити, що маленький комар під час укусу створює тиск 100 млрд кПа, а важкий гусеничний трактор — 40—50 кПа?

Це пояснюється площею поверхні, на яку діє сила.

• Комар створює дуже великий тиск через надзвичайно малу площу контакту (гостре жало). Навіть при невеликій силі, яка виникає через його вагу чи укус, тиск стає величезним, оскільки $p = S \cdot F$, а S (площа) дуже мала.
• Гусеничний трактор, навпаки, має велику площу опори (гусениці), яка рівномірно розподіляє його вагу. Навіть при значній силі ваги трактора, великий S значно зменшує тиск.

Отже, чим менша площа контакту за сталої сили, тим більший тиск.

4. Каток, що трамбує асфальт, має вагу 48 кН. Площа опори катка 0,12 м2. Визначте тиск, який він створює.

Дано:
$F = 48 \text{ кН} = 48000 \text{ Н}$
$S = 0,12 \text{ м}^2$
$P - ?$
Розв’язання:
Для розрахунку тиску використаємо формулу:
$p = \dfrac{F}{S}$,
$p = \dfrac{48000}{0,12} = 400000 \, \text{Па}$
Переведемо в кілопаскалі:
$p = 400000 \, \text{Па} = 400 \, \text{кПа}$
Відповідь: тиск, який створює каток, становить 400 кПа.

5. Визначте силу, яку треба прикласти до головки цвяха, щоб він створив тиск 1000 МПа, якщо площа вістря 0,5 мм2.

Дано:
$P = 1000 \text{ МПа}$
$S = 0,5 \text{ мм}^2$
$F - ?$
Розв’язання:
Використаємо формулу для визначення сили:
$F = p \cdot S$

$F = (10^9) \cdot (5 \cdot 10^{-7}) = 5 \cdot 10^2 = 500 \, \text{Н}$
Відповідь: сила, яку треба прикласти до головки цвяха, становить 500 Н.

6. Визначте площу, яку має стопа однієї ноги слона масою 4 т, якщо він створює тиск 10 Н/см2, коли стоїть на усіх ногах.

Дано:
$m = 4 \, \text{т} = 4000 \, \text{кг}$
$p = 10 \, \text{Н/см}^2 = 10 \cdot 10^4 \, \text{Па} = 100000 \, \text{Па}$
$S - ?$
Розв’язання:
Сила тиску:
$F = P = mg$, де $g = 10 \, \text{м/с}^2$
Тиск:
$p = \dfrac{F}{S}$, звідки $S = \dfrac{F}{p}$
Знайдемо силу тиску:
$F = mg = 4000 \cdot 10 = 40000 \, \text{Н}$
Загальна площа опори:
$S_{\text{заг}} = \dfrac{F}{p} = \dfrac{40000}{100000} = 0,4 \, \text{м}^2$
Площа однієї стопи:
$S_{\text{однієї}} = \dfrac{S_{\text{заг}}}{4} = \dfrac{0,4}{4} = 0,1 \, \text{м}^2$
Відповідь: площа стопи однієї ноги слона становить 0,1 м².