Pressió dels sòlids: problemes i solucions

Pressió dels sòlids: problemes i solucions

1. Massa i el volum dels quatre blocs següents són els mateixos. Quin és el més petit pressió exercida pel bloc al terra?

Solució

P = F/A

A partir d'aquesta fórmula es conclou que la pressió (P) és directament proporcional a la força (F) i inversament proporcional a la superfície (A).

Com més gran sigui la força, més gran serà la pressió. Com més gran sigui la superfície, més petita serà la pressió.

Segons la imatge, la superfície més gran en contacte amb el terra és l'objecte III, per la qual cosa la pressió de l'objecte III sobre el terra és la més petita.

2. Si la massa dels quatre triangles següents és la mateixa, la imatge mostra la pressió més gran sobre el terra...

Solució

P = F / A = w / A

P = pressió, F = força, w = pes, A = àrea de la superfície

A partir d'aquesta fórmula es conclou que la pressió (P) és directament proporcional a la força (F) i inversament proporcional a la superfície (A).

Com més gran sigui la força, més gran la pressió. Com més gran sigui la superfície, més petita serà la pressió.

La superfície més petita té la pressió més gran.

3. La imatge mostra la pressió més gran...

Solució

P = F / A = w / A

P = pressió, F = força, w = pes, A = àrea de la superfície

A partir d'aquesta fórmula es conclou que la pressió (P) és directament proporcional a la força (F) i inversament proporcional a la superfície (A).

Com més gran sigui la força, més gran la pressió. Com més gran sigui la superfície, més petita serà la pressió.

La superfície més petita té la pressió més gran.

4. La força de 500 Newton actua sobre una superfície de 2.5 m². Determinar pressióe.

Conegut:

Força (F) = 500 Newtons

Superfície (A) = 2.5 m²²

Es busca: Pressió (P)

Solució:

Pressió (P):

P = F/A

P = 500 / 2.5

P = 200 N/m²

P = 200 Pascal

5. Massa d'una caixa = 75 kg i acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/s²Determineu la pressió sobre el terra.

Conegut:

Massa (m) = 75 kg

Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/s²

Pes (p) = mg = (75 kg)(10 m/s)²) = 750 kg m/s² = 750 Newtons

Superfície (A) = 6 metres x 5 metres = 30 m²

Es busca: Pressió al terra

Solució:

P = F/A = w/A = 750/30 = 25 N/m²

6. La massa d'una caixa és de 24 kg. L'acceleració deguda a la gravetat és de 10 m/s²Determineu la pressió sobre el terra.

Conegut:

Massa (m) = 24 kg

Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/s²

Pes (p) = mg = (24 kg)(10 m/s)²) = 240 kg m/s² = 240 Newtons

Superfície (A) = 1 m x 0.4 m = 0.4 m²

Es busca: La pressió al terra

Solució:

P = F / A = w / A

P = pressió, F = força, w = pes, A = àrea de la superfície

Pressió al terra:

P = 240 N / 0.4 m² = 600 N/m²

1. Què és la pressió en el context dels sòlids?
   • RespondreLa pressió es defineix com la força exercida per unitat de superfície. Quan s'aplica als sòlids, es refereix a la força que un objecte sòlid aplica a una altra superfície dividida per l'àrea de contacte.
2. Com afecta l'àrea de contacte a la pressió exercida per un objecte sòlid?
   • RespondreLa pressió exercida per un objecte sòlid és inversament proporcional a l'àrea de contacte. Si la força roman constant, augmentar l'àrea de contacte disminuirà la pressió, i disminuir l'àrea de contacte augmentarà la pressió.
3. Per què els objectes afilats com les agulles i els claus penetren fàcilment a les superfícies?
   • RespondreEls objectes afilats tenen una àrea de contacte molt petita. Quan s'aplica força, això provoca una pressió elevada a la punta, cosa que facilita la penetració en altres materials.
4. Com eviten les raquetes de neu que una persona s'enfonsi profundament a la neu?
   • RespondreLes raquetes de neu distribueixen el pes d'una persona sobre una superfície més gran, reduint la pressió sobre la neu. Això evita o minimitza l'enfonsament.
5. Per què els camions pesants tenen pneumàtics més grans i amples que els cotxes petits?
   • RespondreEls pneumàtics més grans i amples distribueixen el pes més pesant del camió sobre una superfície més gran, reduint la pressió exercida sobre la carretera. Això ajuda a prevenir danys a la carretera i proporciona una millor tracció.
6. Com es relaciona la pressió amb la profunditat en una columna de sòlid?
   • RespondreA diferència dels fluids, la pressió en els sòlids no augmenta contínuament amb la profunditat de manera predictible només a causa de la gravetat. La pressió a una profunditat en un sòlid depèn tant del seu pes per sobre d'aquest punt com de les propietats estructurals i materials del sòlid.
7. Per què un llibre pesat no pot fer malbé una taula, però un objecte punxegut amb molt menys pes sí?
   • RespondreLa pressió exercida per un objecte és funció tant del seu pes com de l'àrea sobre la qual es distribueix aquest pes. Un llibre pesat distribueix el seu pes sobre una àrea gran, cosa que resulta en una baixa pressió. Un objecte punxegut, fins i tot si és lleuger, concentra la seva força sobre una àrea molt petita, cosa que resulta en una alta pressió, que pot danyar la taula.
8. Com afecta la distribució de la pressió en els sòlids als fonaments dels edificis?
   • RespondreEls fonaments dels edificis distribueixen el pes de l'estructura sobre una àrea àmplia, reduint la pressió sobre el terra que hi ha a sota. Una distribució adequada de la pressió garanteix que l'edifici no s'enfonsi ni s'inclini a causa d'un assentament desigual.
9. Per què els talons alts sovint deixen marques a les superfícies toves?
   • RespondreEls talons alts concentren el pes de qui els porta en una àrea molt petita, cosa que provoca una pressió elevada en el punt de contacte. En superfícies toves, aquesta pressió elevada pot causar indentacions o marques.
10. Si premeu la mà contra una paret, per què no s'enfonsa a la paret com ho faria amb una substància tova?

• RespondreLes propietats estructurals i materials de la paret resisteixen la deformació, fins i tot quan s'aplica una força (la mà). Mentre la mà exerceix pressió sobre la paret, el material de la paret és prou robust i rígid per resistir la pressió, evitant que la mà s'enfonsi.