Давление. Единицы давления

Вес дощечки не изменился, сила тяжести та же. Значит одной только силы недостаточно, чтобы предсказать, провалится тело или нет.

Отличается площадь, по которой сила передаётся песку: четыре широкие шляпки против четырёх острых кончиков. Отсюда весь урок.

Кнопка неподвижна, значит силы, с которыми на неё давят палец и доска, уравновешены: $F_1 = F_2$. По третьему закону Ньютона ровно с такими же силами кнопка действует на палец и на доску.

Но $F_1$ распределена по широкой площадке контакта с пальцем ($S_1$), а $F_2$ — по крошечному острию ($S_2$), и $S_2 \ll S_1$.

На каждую молекулу древесины под острием приходится во много раз большая доля силы, чем на молекулу пальца. Межмолекулярные связи древесины не выдерживают — она разрушается, остриё входит.

Давлением называется физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно некоторой поверхности, к площади этой поверхности.

Проверь логику по формуле: площадь в знаменателе — чем она меньше, тем давление больше. Сила в числителе — чем она больше, тем давление больше. Ровно то, что показали гвозди и кнопка.

1 гПа = 100 Па · 1 кПа = 1000 Па · 1 МПа = 10⁶ Па · 1 ГПа = 10⁹ Па.

Слово «равномерно» в определении не украшение: если ту же силу собрать на маленьком участке, давление там будет совсем другим.

На пачке пишут плотность бумаги: 80 г/м². Значит квадратный метр бумаги весит 80 г. Считаем: $p = mg/S = 0{,}08 \cdot 10 / 1 = 0{,}8$ Па.

Разрежь лист пополам — площадь уменьшится вдвое, но и масса вдвое. Числитель и знаменатель меняются одинаково, дробь не меняется. Давление любого листа этой бумаги одно и то же.

Сила давления по определению перпендикулярна поверхности. Сила трения направлена вдоль поверхности — она перпендикулярна силе давления и в неё не входит вовсе.

В школьной программе это различение проговаривают вскользь, а на нём сыплются в задачах на наклонной плоскости.

Брусок неподвижен, значит сила давления на стол равна силе тяжести: $F = mg$. Дальше делим на площадь опоры.

Плашмя опора — квадрат $a^2$: $p_1 = mg/a^2 = 0{,}142 \cdot 10 / (5{,}7 \cdot 10^{-2})^2 \approx 437$ Па.

На ребре опора — прямоугольник $ab$: $p_2 = mg/ab = 1{,}42 / (5{,}7 \cdot 10^{-2} \cdot 3 \cdot 10^{-2}) \approx 830$ Па.

Мы взяли $g = 10$ вместо 9,81 — это округление до двух значащих цифр, поэтому и ответ пишем так же: 0,44 кПа и 0,83 кПа. Писать «437,06 Па» после такого $g$ — грубая ошибка оформления.