Задачи на давление твердых тел
с ответами и решениями
Формулы, используемые на уроках по теме «ЗАДАЧИ на давление твердых тел»:
| Название величины | Обозначение | Единица измерения | Формула |
| Сила давления | F | Н | F = mg, F = pS |
| Площадь опоры | S | м2 | S = F / p |
| Давление | p | Па | p = F / S |
| Постоянная | g = 9,8 или g ≈ 10 |
Н/кг |
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
Рассчитать давление, производимое бетонной плитой, масса которой 780 кг, а площадь опоры 2 м2.
Задача № 2.
Какое давление на дорогу оказывает автомобиль «Волга», если его масса 1420 кг, а площадь соприкосновения одного колеса с дорогой 900 см2?
Задача № 3.
Какое давление оказывает острие шила, если сила давления равна 20 Н, а площадь острия — 0,1 мм2?
Задача № 4.
Ширина лезвия коньков равна 5 мм, а длина той части лезвия, которая опирается на лед, составляет 17 см. Вычислите давление, производимое коньками на лед, если масса стоящего на коньках мальчика равна 55 кг.
Задача № 5.
На какую площадь опирается лыжник массой 78 кг, если он оказывает давление 2,5 кПа?
Задача № 6.
Колонна массой 6 т производит на опору давление 400 кПа. Определите площадь опоры колонны.
Задача № 7.
На полу лежит плита, сделанная из материала плотностью р. Толщина плиты h. Какое давление р оказывает плита на пол?
ОТВЕТ: р = рgh.
РЕШЕНИЕ. Обозначим площадь плиты S. Тогда масса плиты m = рSh , а давление р = mg/S = рShg/S = рgh. Обратите внимание на то, что давление, оказываемое плоской плитой, не зависит от ее площади, а зависит только от ее плотности и толщины.
Задача № 8.
Какое давление на фундамент оказывает мраморная колонна высотой 4 м?
Задача № 9.
Лед выдерживает давление 90 кПа. Пройдет ли по этому льду трактор массой 5,4 т, если он опирается на гусеницы общей площадью 1,5 м2?
Задача № 10 (повышенной сложности).
На полу стоит сплошной стальной куб. Какова масса куба, если он оказывает на пол давление 9 кПа?
ОТВЕТ: 12 кг.
РЕШЕНИЕ. Из задачи № 4 мы выяснили, что р = рgh. Следовательно, h = p / pg, где h — это ребро куба. Объем куба равен V = h3, следовательно масса куба равна m = p V = p h3 = р (p / pg)3 = p3 / p2g3 = 12 кг.
Краткая теория для решения задач.
Вы смотрели Конспект урока «Задачи на давление твердых тел с решениями». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Давление жидкостей с ответами и решениями.
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Сообщающиеся сосуды и гидравлический пресс с решениями.
- Вернуться к Списку конспектов по физике для 7-11 классов
- Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по физике
- Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по физике
Давление твердых тел.
Давление равно силе, деленной на площадь.
(p=dfrac{F}{S} )
Давление измеряется в Паскалях [Па]
Репетитор по физике
8 916 478 10 32
Задача 1. (Давление твердых тел)
Определить давление, которое оказывает учебник на стол, если его сила тяжести равна 3 Н, а площадь (S=0,06 м^2 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Пройти тест на эту тему
Задача 2. (Давление твердых тел)
Определить давление, которое оказывает нож на хлеб, если к его ручке прикладывают силу 20 Н, а площадь лезвия (S=0,1 см^2 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 3. (Давление твердых тел)
На свежем снегу лежит легкий лист фанеры, площадью (S=0,2 м^2 . )
Такой снег выдерживает максимальное давление (p=2000 Па. )
Какую силу нужно приложить к этому листу фанеры, чтобы вдавить его в снег?
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 4. (Давление )
Определить силу, действующую снаружи на иллюминатор подводной лодки, если давление воды (p= 200 кПа ), а его площадь
(s= 500 см^2 )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 5. (Давление твердых тел)
Человек пытается проткнуть баннерную ткань отверткой. Площадь контакта между отверткой и тканью составляет ( 2 мм^2 . )
Известно, что эта ткань рвется при давлении (p=20 МПа .)
Какую силу нужно приложить к отвертке, чтобы проткнуть эту ткань ?
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 6. (Давление твердых тел)
Определить давление листа фанеры на пол, если его длина 2 метра, ширина 1 метр, а масса 10 кг.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Пройти тест на эту тему
Содержание:
- § 1 Повторение необходимых формул
- § 2 Решение задач
- § 3 Важно запомнить
§ 1 Повторение необходимых формул
В этом уроке мы рассмотрим решение задач на расчет давления в жидкостях и газах, атмосферное давление и законы сообщающихся сосудов.
Для решения задач нам нужно вспомнить формулы: давление равно отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади поверхности:
Сила давления равна весу P = mg, площадь поверхности прямоугольной формы S = ab.
Давление в жидкостях и газах зависит от плотности и высоты столба жидкости или газа:
p = gρh.
Нам также пригодится знание нормального атмосферного давления: 760 мм рт.ст. = 101300 Па = 1 013гПа. Перевод атмосферного давления в международную систему единиц: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па.
При решении задач на сообщающиеся сосуды нам нужно помнить, что при равенстве давлений поверхности однородной жидкости находятся на одном уровне, поверхности разнородных жидкостей устанавливаются на высоте, обратно пропорциональной их плотностям.
§ 2 Решение задач
Рассмотрим решение первой задачи:
Определите глубину погружения батискафа, если на его иллюминатор площадью 0,12 м2 давит вода с силой 1,9 МН.
Запишем условие задачи: площадь иллюминатора S = 0,12 м3, сила давления F = 1,9 МН = 1 900 000 Н в системе СИ, плотность морской воды ρ = 1030 кг/м3. Найти глубину погружения h.
Ответ: глубина погружения батискафа 1530 м
Ширина шлюза 10 м. Шлюз заполнен водой на глубину 5 м. С какой силой вода давит на ворота шлюза?
Запишем условие задачи: ширина шлюза а = 10 м, глубина воды h = 5 м, плотность воды ρ = 1000 кг/м3. Найти силу давления F на ворота шлюза.
Решение: Силу давления воды можем найти из формулы давления. Выразим: F = pS. В этой формуле p – давление воды. Если бы нам нужно было найти силу давления воды на дно реки, то мы учли бы всю высоту столба воды над дном. В этой задаче требуется найти силу давления на ворота, т.е. на стенку сосуда. Давление воды на верхнюю и нижнюю части стенки неодинаково, так как давление жидкости зависит от высоты столба жидкости. В таких случаях определяют среднее значение силы давления. Для этого силу давления, испытываемую воротами шлюза на максимальной глубине, делят на 2. Итак, средняя сила давления воды на ворота шлюза (на стенки сосуда) F = pS/2.
Ворота шлюза прямоугольной формы, поэтому S = ab = ah = 10 м · 5 м = 50 м2.
Ответ: сила давления воды на ворота 1250 кН
Каково показание барометра на уровне высоты Останкинской телебашни (540 м), если у поверхности земли нормальное атмосферное давление?
Запишем условие задачи. Известна высота башни h = 540 м, p1 — нормальное атмосферное давление 760 мм рт. ст., в системе СИ 101 300 Па. Найти давление на высоте: p2.
Решение. Измерениями установлено, что в среднем через каждые 12 м высоты атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт.ст. Составим пропорцию, обозначим за х изменение давления на высоте 540 м. Тогда х = 540 м умножаем на 1 мм рт.ст. и делим на 12 м = 45 мм рт.ст.
Вычтем ответ из значения давления на поверхности земли: 760 – 45 мм рт.ст. = 715 мм рт.ст. Выразим ответ в международной системе единиц: 1 мм рт.ст. = 133, 3 Па. Тогда 715 мм.рт.ст. умножим на 133,3, получим 95 309,5 Па.
Ответ: давление на высоте 540 м составляет 95 309,5 Па
В правое колено сообщающихся сосудов налит керосин, а в левое – вода. Высота керосина 20 см. Определите, на сколько уровень керосина выше верхнего уровня воды.
§ 3 Важно запомнить
Чтобы найти давление тела на опору, надо силу давления (вес тела) разделить на площадь опоры:
Из формулы давления можно найти силу давления (вес тела) F = pS и площадь поверхности, на которую тело оказывает давление:
Давление в жидкостях и газах определяется по формуле p = gρh . Из этой формулы можно найти высоту столба жидкости или газа:
Две формулы
можно использовать вместе в одной задаче для расчета неизвестных величин, характеризующих жидкости или газы.
Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. или 101 300 Па.
Соотношение между единицей Паскаль и мм рт.ст.: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па.
Список использованной литературы:
- Волков В.А. Поурочные разработки по физике: 7 класс. – 3-е изд. – М.: ВАКО, 2009. – 368 с.
- Волков В.А. Тесты по физике: 7-9 классы. – М.: ВАКО, 2009. – 224 с. – (Мастерская учителя физики).
- Кирик Л.А. Физика -7. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы. — М.: Илекса, 2008. – 192 с.
- Контрольно-измерительные материалы. Физика: 7 класс / Сост. Зорин Н.И. – М.: ВАКО, 2012. – 80 с.
- Марон А.Е., Марон Е.А. Физика. 7 Дидактические материалы. – М.: Дрофа, 2010. – 128 с.
- Перышкин А.В. Физика. 7 класс — М.: Дрофа, 2011.
- Тихомирова С.А. Физика в пословицах и поговорках, стихах и прозе, сказках и анекдотах. Пособие для учителя. – М.: Новая школа, 2002. – 144 с.
- Я иду на урок физики: 7 класс. Часть III: Книга для учителя. – М.: Издательство «Первое сентября», 2002. – 272 с.
Данная тема посвящена решению задач на давление твердых тел,
жидкостей и газов, а также задач с применением закона Паскаля.
Задача 1. В четыре сосуда, вертикальные сечения
которых показаны на рисунке, налита вода. Одна клеточка на рисунке
соответствует 10 см. В каком из этих сосудов гидростатическое давление на дно
максимально и чему оно равно?
РЕШЕНИЕ
Гидростатическое давление — это давление
неподвижной жидкости, обусловленное ее весом.
Как видно из формулы, давление жидкости на дно сосуда не
зависит от его формы, а определяется только высотой уровня жидкости и ее
плотностью.
Так как во всех четырех сосудах находится вода, то
гидростатическое давление будет определяться только высотой ее столба в сосуде.
Как видно из рисунка, самый высокий уровень воды в третьем сосуде — 5 клеточек,
то есть пятьдесят сантиметров. Следовательно, в этом сосуде давление на дно
будет максимальным.
ОТВЕТ: гидростатическое давление максимальное в сосуде
№3 и равно 5 кПа.
Задача 2. Однородный кубик с ребром 10 см и плотностью
2500 кг/м3 лежит на дне сосуда с водой, высота уровня которой над
верхней гранью кубика равна 20 см. Атмосферное давление равно 100 кПа.
Определите силу давления кубика на дно сосуда. Считать, что вода под кубик не
подтекает.
Задача 3. Самолет совершает «мертвую петлю» радиусом
500 м со скоростью 792 км/ч. Определите давление бензина на дно бака,
заполненного до высоты 1 м, в верхней точке «мертвой петли».
Задача 4. В двух сообщающихся сосудах разного диаметра
находится вода. В широкий сосуд налили слой масла высотой 7 см, а в узкий
— слой бензина высотой 15 см. Определите разность уровней воды в сосудах.
Задача 5. Резиновая камера заполнена ртутью и
соединена со стеклянной трубкой так, как показано на рисунке. На камеру
положили доску массой 0,5 кг и гирю массой 12 кг. Определите высоту столба
ртути в трубке, если площадь доски равна 50 см2.
Задача 6. Малый поршень гидравлического пресса за один
ход опускается на 0,9 м, а большой поршень поднимается на 0,01 м. С какой силой
действуют на малый поршень пресса, если пресс действует на зажатое в нем тело с
силой 100 кН?
«Доводы, до которых человек
додумывается сам,
обычно убеждают его больше, нежели те,
которые пришли в голову другим»
Блез Паскаль
Физика 7
класс
Решение задач
по теме
«Давление
твёрдых тел, жидкостей и газов».
На
этом уроке
Вы
узнаете:
·
Как
решать задачи на расчёт давления, оказываемого твёрдыми телами на опору.
·
Как
решать задачи на расчёт давления в жидкости.
Ключевые слова
Давление твёрдых тел; действие газа на
стенки сосуда; давление жидкости на дно сосуда; принцип сообщающихся сосудов;
гидравлический пресс.
Основное
содержание урока
1. Орг.момент.
Мотивация к учебной деятельности обучающихся.
2. Актуализация
опорных знаний учащихся.
3. Работа
по теме урока. Решение задач.
Задача
1. Определим, какое давление оказывает на лёд человек
массой 65 кг стоя, если площадь его опоры в ботинках равна 0,07 м2,
и лёжа, если площадь его опоры равна 0,7 м2.
Задача
2. Определим, на какой глубине давление воды составляет
180 кПа?
4. Закрепление
изученного материала. Разбор типового
тренировочного задания
1. Какое
давление оказывает на землю человек массой 60 кг? Известно, что площадь подошвы
каждой ноги 120 см2.
·
25 Па
·
250 Па
·
25 кПа
·
250 кПа
p
= F/S
= mg/S
= 60 кг · 10 Н/кг/(2·0,012 м2) = 25 000
Па = 25 кПа.
Ответ: 25 кПа.
Разбор
типового контрольного
задания
2.
Как изменится давление на
батискаф, погружённый в море, если глубина погружения не изменится, а
атмосферное давление уменьшится?
·
Увеличится
·
Уменьшится
·
Останется прежним
Ответ:
уменьшится.
5. Подведение
итогов урока.
6. Рефлексия.
7. Домашнее
задание________________________________