Tlak pevných látek – problémy a řešení
1. Hmotnost a objem čtyř bloků pod nimi jsou stejné. Jaký je menší tlak, který blok vyvíjí na podlahu?
Řešení
P = F/A
Na základě tohoto vzorce se usuzuje, že tlak (P) je přímo úměrný síle (F) a nepřímo úměrný ploše povrchu (A).
Čím větší síla, tím větší tlak. Čím větší povrch, tím menší tlak.
Na základě obrázku má největší povrch v kontaktu s podlahou objekt III, takže tlak objektu III na podlahu je nejmenší.
2. Pokud je hmotnost čtyř trojúhelníků níže stejná, pak je na obrázku znázorněn největší tlak na podlahu…
Řešení
P = F / A = w / A
P = tlak , F = síla , w = hmotnost , A = plocha povrchu
Na základě tohoto vzorce se usuzuje, že tlak (P) je přímo úměrný síle (F) a nepřímo úměrný ploše povrchu (A).
Čím větší síla, tím větší tlak. Čím větší povrch, tím menší tlak.
Nejmenší povrch má největší tlak.
3. Největší tlak je znázorněn na obrázku …
Řešení
P = F / A = w / A
P = tlak , F = síla , w = hmotnost , A = plocha povrchu
Na základě tohoto vzorce se usuzuje, že tlak (P) je přímo úměrný síle (F) a nepřímo úměrný ploše povrchu (A).
Čím větší síla, tím větší tlak. Čím větší povrch, tím menší tlak.
Nejmenší povrch má největší tlak.
4. Na plochu o rozloze 2.5 m² působí síla 500 Newtonů . Určete tlak e.
Známý:
Síla (F) = 500 Newtony
Plocha povrchu (A) = 2.5 m²
Požadovaný tlak: (P)
Řešení:
Tlak (P):
P = F/A
P = 500 / 2.5
P = 200 N/ m²
P = 200 Pascalů
5. Hmotnost krabice = 75 kg a gravitační zrychlení (g) = 10 m/s2 . Určete tlak na podlahu.
Známý:
Hmotnost (m) = 75 kg
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Hmotnost (w) = mg = (75 kg)(10 m/s² ) = 750 kg m/s² = 750 Newtonů
Plocha povrchu (A) = 6 metrů x 5 metrů = 30 m²
Hledám: Tlak na podlahu
Řešení:
P = F/A = w/A = 750/30 = 25 N/ m²
6. Hmotnost krabice je 24 kg. Gravitační zrychlení je 10 m/s² . Určete tlak na podlahu.
Známý:
Hmotnost (m) = 24 kg
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Hmotnost (w) = mg = (24 kg)(10 m/s² ) = 240 kg m/s² = 240 Newtonů
Plocha povrchu (A) = 1 m x 0.4 m = 0.4 m²
Hledá se: Tlak na podlahu
Řešení:
P = F / A = w / A
P = tlak , F = síla , w = hmotnost , A = plocha povrchu
Tlak na podlahu:
P = 240 N / 0.4 m² = 600 N/ m²
- Co je tlak v kontextu pevných látek?
- OdpověďTlak je definován jako síla působící na jednotku plochy. Při působení na pevné látky se vztahuje k síle, kterou pevný objekt působí na jiný povrch, dělená kontaktní plochou.
- Jak ovlivňuje plocha kontaktu tlak vyvíjený pevným předmětem?
- OdpověďTlak vyvíjený pevným tělesem je nepřímo úměrný ploše kontaktu. Pokud síla zůstává konstantní, zvětšení kontaktní plochy tlak sníží a zmenšení kontaktní plochy tlak zvýší.
- Proč ostré předměty, jako jsou jehly a hřebíky, snadno pronikají do povrchů?
- OdpověďOstré předměty mají velmi malou kontaktní plochu. Při působení síly vzniká na špičce vysoký tlak, což usnadňuje pronikání do jiných materiálů.
- Jak sněžnice zabraňují tomu, aby se člověk propadl hluboko do sněhu?
- OdpověďSněžnice rozkládají váhu osoby na větší plochu, čímž snižují tlak na sníh. Tím se zabrání nebo minimalizuje boření.
- Proč mají těžké nákladní vozy větší a širší pneumatiky než malé automobily?
- OdpověďVětší a širší pneumatiky rozkládají vyšší hmotnost nákladního vozidla na větší plochu, čímž snižují tlak vyvíjený na vozovku. To pomáhá předcházet poškození vozovky a zajišťuje lepší trakci.
- Jak se tlak vztahuje k hloubce ve sloupci pevné látky?
- OdpověďNa rozdíl od kapalin se tlak v pevných látkách nezvyšuje s hloubkou kontinuálně předvídatelným způsobem pouze v důsledku gravitace. Tlak v hloubce v pevné látce závisí jak na její hmotnosti nad tímto bodem, tak na strukturálních a materiálových vlastnostech pevné látky.
- Proč by těžká kniha nemohla poškodit stůl, ale špičatý předmět s mnohem menší hmotností ano?
- OdpověďTlak vyvíjený předmětem je funkcí jeho hmotnosti a plochy, na které je tato hmotnost rozložena. Těžká kniha rozkládá svou hmotnost na velkou plochu, což má za následek nízký tlak. Špičatý předmět, i když je lehký, soustředí svou sílu na velmi malou plochu, což má za následek vysoký tlak, který může poškodit stůl.
- Jak rozložení tlaku v pevných látkách ovlivňuje základy budov?
- OdpověďZáklady budovy rozkládají váhu konstrukce na velkou plochu, čímž snižují tlak na podloží. Správné rozložení tlaku zajišťuje, že se budova v důsledku nerovnoměrného sedání nepropadne ani nenakloní.
- Proč vysoké podpatky často zanechávají prohlubně na měkkém povrchu?
- OdpověďVysoké podpatky soustředí váhu nositele na velmi malou plochu, což vede k vysokému tlaku v místě kontaktu. Na měkkých površích může tento vysoký tlak způsobit promáčkliny nebo šmouhy.
- Když přitlačíte ruku ke zdi, proč se do ní nezaboří, jako by se to stalo s měkkou látkou?
- OdpověďStrukturální a materiálové vlastnosti stěny odolávají deformaci, a to i při působení síly (vaší ruky). I když vaše ruka na zeď vyvíjí tlak, materiál stěny je dostatečně robustní a pevný, aby tomuto tlaku odolal a zabránil tak potopení ruky.
