Давление на твердое тело

Когда одно тело давит на поверхность другого, то оно оказывает на него силу, т. е. силу давления. В свою очередь, тело, на которое давит другое тело, испытывает действие этой силы, т. е. давление.

Когда человек стоит на той или иной поверхности, то поверхность испытывает давление от веса человека (как известно, вес — это сила). Когда человек вбивает гвоздь в деревянную дверь, то дверь через гвоздь испытывает давление от силы ударов человека.

Из данных примеров можно сделать вывод, что сила давления направлена перпендикулярно поверхности, к которой прикладывается. У силы есть направление.

Давление характеризуется только числовым значением. У него нет направления, т. е. давление — это скалярная величина. Давление относится к поверхности, на которую действует сила (сила давления).

Понятно, что чем больше сила давления, тем больше будет и давление. Однако давление зависит не только от силы, оно также зависит от площади поверхности, к которой прикладывается эта сила. Чем площадь больше, тем давление при той же силе меньше. Можно представить, что одна и та же сила как бы «размазывается» на большее количество точек поверхности, и, следовательно, каждой точке достается меньше силы, поэтому давление в каждой точке меньше.

Таким образом, давление зависит от силы давления прямопропорционально, а от площади воздействия обратнопропорционально. Если обозначить давление буквой p, силу — как F, а площадь — буквой S, то данные отношения можно выразить формулой:

p = F/S

Давление — это физическая величина, равная отношению силы давления, действующей на определенную площадь, к этой площади.

Если мы хотим увеличить давление, то надо увеличивать силу давления и(или) уменьшать площадь действия силы. Если же требуется уменьшить давление, то надо уменьшать силу и(или) увеличивать площадь, на которую производится давление.

На практике чаще меняют площадь, так как это проще. Например, чтобы вездеход мог пройти по снегу или болоту и не провалиться в них, его колеса делают достаточно широкими. В таком случае вес вездехода перераспределяется на большую площадь и на каждую единицу поверхности сила давления становится меньше. Или, например, чтобы нож лучше резал, его затачивают, стараются сделать более тонким. В таком случае сила перераспределятся на меньшую площадь поверхности и оказывает большее давление на разрезаемый предмет.

Так как в системе СИ единицей измерения силы является ньютон (Н), а площади — квадратный метр (м²), то давление измеряется в ньютонах на квадратный метр (Н/м²). Однако вместо Н/м² используют единицу измерения Па (паскаль). То есть 1 Н/м² = 1 Па.

Давление в 1 Па — это очень маленькое давление. Примерно такое давление оказывает лист бумаги площадью в 1 м2 на поверхность. Поэтому часто давление измеряют в кПа (1 кПа = 1000 Па) или гПа (1 гПа = 100 Па).