Природничі науки. 8 клас. Інтегрований курс. Мандренко

Тема 3. Тиск

rnk.com.ua/108800

Будете навчатися:

• розуміти, від чого залежить тиск твердого тіла на поверхню;
• збільшувати або зменшувати тиск за потреби;
• представляти наукові ідеї за допомогою символів та формул.

Тиск

Пригадайте, що наслідком дії сили є зміна швидкості або напрямку руху тіла, або його деформація. Чим більша сила діє на тіло, тим більшою буде деформація. Результат дії сили на поверхню залежить не тільки від її значення, а й від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє (рис. 8.23). Силу, яка діє перпендикулярно до поверхні тіла, називають силою тиску.

Рис. 8.23. Різна дія однакової сили на поверхню

Тиск — це фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні:

р — тиск; F — сила тиску; S — площа поверхні. Це рівняння можна представити за допомогою графічної схеми (рис. 8.24) та текстової формули (рис. 8.25).

Рис. 8.24. Графічна схема формули тиску

Рис. 8.25. Текстова формула тиску

Рис. 8.26. Французький науковець Блез Паскаль (10.06.1623 — 19.08.1662)

Попрактикуйтеся

1. Науковці довели, що комар у момент укусу чинить на шкіру людини набагато більший тиск, ніж тиск, який чинить навантажений залізничний вагон на рейки. Поясніть, чому.

2. Поміркуйте, як людина, що стоїть на підлозі, може дуже швидко подвоїти тиск на підлогу, не навантажуючи себе жодними додатковими вантажами.

3. Тарас відрізає ножем шматок хліба. Він вирішує, що, оскільки хліб так легко відрізався, він, мабуть, доклав до цього багато зусиль. Чи правильно це? Які показники не врахував хлопець?

4. Дві людини однакової маси лежать — одна на підлозі, інша — на дивані. Чи з однаковою силою тиснуть вони на опору? Чи однаковим буде тиск? Чому диван здається м'якшим, ніж підлога?

5. Залежно від функцій, зуби у людини мають різну форму: різці плоскі та гострі, а премоляри і моляри широкі й плоскі, з особливими заглибленнями в центральній частині. Обміркуйте, чому існує така різниця і які функції виконують різці та моляри.

6. Моляри завдовжки до 9 мм, а завширшки від 9,4 до 10,2 мм. Щелепа людини може чинити тиск на їжу з силою 320 Н. Визначте, який тиск можуть створювати моляри. Відповідь надайте в Н/см².

7. Поміркуйте, як зміниться тиск людини на підлогу, якщо вона присяде на стілець. Розгляньте декілька варіантів.

Змінюємо тиск

У побуті й техніці використовують різні методи збільшення і зменшення тиску. Леза різального інструмента старанно загострюють. Це дає змогу досягти кращого ефекту під час обробки різних матеріалів. Проте будинки та інші споруди для зменшення їх тиску на поверхню Землі зводять на широких фундаментах. Щоб зменшити дію важких сільськогосподарських машин на ґрунт, використовують спеціальні широкі шини, спарені колеса, гусениці (рис. 8.27), а залізничні рейки монтують на шпалах.

Рис. 8.27. Гусениці на колесах важкої техніки

Тварини, як-от верблюди, що живуть у місцях з м'яким ґрунтом, мають великі ступні (рис. 8.28). Це розподіляє їхню вагу на велику площу, і тому верблюди чинять менший тиск на поверхню землі. Це робить їх менш схильними до занурення, тому їм легше ходити по поверхні.

Рис. 8.28. Копита верблюда

Попрактикуйтеся

8. Три однакові цеглини складають різними способами (рис. 8.29). Поміркуйте, чи однакова сила тиску. Порівняйте тиск, який чинять цеглини на поверхню.

Рис. 8.29. Цеглини однакової маси складені різними способами

9. Для збільшення прохідності автомобіля по м'якому ґрунту рекомендується зменшувати тиск у шинах. За слідом шини визначте, у скільки разів змінився тиск шини на поверхню дороги. Площа однієї клітинки — 25 см² (рис. 8.30).

Рис. 8.30. Площа дотику накачаної та не накачаної шини

Завдання 8.3. Обчислимо власний тиск на поверхню

Залежно від того, яке взуття ви носите, ваш тиск на поверхню буде різнитися. Сплануйте та проведіть дослідження щодо визначення вашого тиску на підлогу. Поміркуйте, які прилади вам знадобляться для вимірювання та підготуйте їх. Підготуйте декілька пар взуття, підошва яких має різну поверхню.

• 1. Виміряйте свою масу в кг.
• 2. Обчисліть свою вагу в Н.
• 3. Оцініть площу підошви вашого взуття в сантиметрах у квадраті (см²), намалювавши її на аркуші паперу в клітинку і підрахувавши, скільки цілих сантиметрових квадратів покриває ця площа.
• 4. Обчисліть тиск, який ви чините в кожному взутті, стоячи на одній та на двох ногах. Результати запишіть у таблицю.

Наука в дії. Сучасні снігоходи

В Арктиці та Антарктиці науковці активно використовують снігохід «Харків'янка» (рис. 8.31) для пересування. Снігохід «Харків'янка» обладнаний дизельним двигуном потужністю 736 кВт і запасом пального на 1500 км. При масі 35 тонн він має гусениці завширшки 1 метр, що дає змогу долати снігову цілину, льодові тороси і круті схили. Його максимальна швидкість становить 30 км/год. У задній частині розміщено лебідку з тросом завдовжки 100 метрів, що дає змогу самостійно витягуватися. Снігохід також може тягнути причіп масою до 70 тонн. Снігоходи «Харків'янка» не тоне у разі провалу в ополонку та може вибиратися на лід завдяки гусеницям. Ця серія снігоходів стала незамінним учасником санно-гусеничних походів по Антарктиці, прокладаючи шлях до Південного полюса (2700 км від бази в одну сторону) та інших важкодоступних місць.

Рис. 8.31. Снігохід «Харків’янка»

Підсумки

• Сила тиску — це сила, яка діє перпендикулярно поверхні тіла.

• Тиск — це фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні.

Ключові поняття

Тиск, сила тиску.

Оцініть свої досягнення

• Я можу представляти наукові ідеї за допомогою символів та формул.

• Я можу обчислити тиск тіла на поверхню.

• Я можу спланувати дослідження для перевірки зміни тиску.

• Я можу запропонувати вашій увазі свої результати у вигляді таблиці.