Teorija

Cieta ķermeņa spiediens
  
Jautājums: kurš rada lielāku spiedienu uz virsmu - zilonis vai meitene augstpapēžu kurpītēs?
 
Screenshot_253.png
 
Atbilde uz šo jautājumu var būt pārsteidzoša. Spiediena lielums nav atkarīgs tikai no ķermeņa masas.
Spiediens ir fizikāls lielums, kas raksturo, cik liels spēks darbojas uz virsmas laukuma vienību perpendikulāri virsmai.  
SI spiedienu mēra ņūtonos uz kvadrātmetru jeb paskālos 1Pa=1Nm2
p=FS, kur
\(p\) ir spiediens,
\(F\) ir spiediena spēks,
\(S\) ir laukums.
 
Spēku, kas darbojas uz ķermeni perpendikulāri tā virsmai, sauc par spiediena spēku. Bieži vien uzdevumos spiediena spēks ir vienāds ar ķermeņa svaru.
  
Ar vienādu spiediena spēku iespējams iegūt dažāda lieluma spiedienu, jo tas ir atkarīgs no atbalsta laukuma izmēriem, jo mazāks laukums, jo lielāks spiediens.
 
Spiediena mērvienība ir \(Pa\) (paskāls). \(1\) \(Pa\) ir mazs spiediens. Tāpēc lieto
hektopaskālu 1hPa=100Pa
kilopaskālu 1kPa=1000Pa;
megapaskālu 1MPa=1000000Pa;
gigapaskālu 1GPa=1000000000Pa.
Piemērs:
Atrisināsim uzdevumu par ziloni un meiteni.
Lai noteiktu spiedienu, vēl ir jāzina atbalsta laukuma lielumus.
Ziloņa pēda ir aptuveni \(200\) cm2. Tā kā zilonis stāv uz četrām kājām, šo skaitli jāreizina ar \(4\).
Dāmu kurpes laukums, kas ir saskarē ar atbalstu, ir aptuveni \(10\) cm2 (meitene stāv uz vienas kājas).
Spēks, kas spiež uz atbalsta laukumu, šajā gadījumā ir abu ķermeņu svars.
 
1. Uzrakstām dotos lielumus (ja nepieciešams pārvēršam SI mērvienībās):
mz=4000kgSz=800cm2=0,08m2mm=50kgSm=10cm2=0,001m2g10m/s2
 
2. Pierakstām un pārveidojam formulas, ko izmantosim, lai aprēķinātu uz atbalstu radīto spiedienu:
p=FS un F=P=mg, kur spiediena radītais spēks ir vienāds ar ķermeņa svaru.
 
pz=4000100,08=500000(Pa)
pm=50100,001=500000(Pa)
 
Atbilde: Zilonis un meitene uz atbalstu rada vienādu spiedienu.
Sadzīvē ir nepieciešams gan samazināt spiedienu, gan palielināt.
Lai vieglāk grieztu ar nazi vai šķērēm, tos uzasina, tādējādi, samazinot virsmas laukumu un palielinot spiedienu. Jo adatas ir spicākas, jo vieglāk ir šūt.
 
Screenshot_308.png
 
Ziemā izmanto slēpes, lai palielinot laukumu, samazinātu spiedienu uz sniegu. Kāpurķēdes samazina smagās tehnikas spiedienu uz Zemi.
 
Screenshot_309.png
  
Atsauce:
Ilgonis Vilks. Fizika 9. klasei. Rīga: Zvaigzne ABC, 2008.- 36.lpp.