Πίεση στερεών – προβλήματα και λύσεις

1. Η μάζα και ο όγκος τεσσάρων μπλοκ από κάτω είναι οι ίδιες. Ποια είναι η μικρότερη πίεση που ασκείται από το μπλοκ στο δάπεδο;

Πίεση στερεών – προβλήματα και λύσεις 1 Λύση

P = F / A

Με βάση αυτόν τον τύπο, συμπεραίνεται ότι η πίεση (P) είναι ευθέως ανάλογη της δύναμης (F) και αντιστρόφως ανάλογη της επιφάνειας (A).

Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια, τόσο μικρότερη είναι η πίεση.

Με βάση την εικόνα, η μεγαλύτερη επιφάνεια σε επαφή με το δάπεδο είναι το αντικείμενο III, επομένως η πίεση του αντικειμένου III στο δάπεδο είναι η μικρότερη.

2. Εάν η μάζα των τεσσάρων τριγώνων παρακάτω είναι η ίδια, η μεγαλύτερη πίεση στο δάπεδο φαίνεται από την εικόνα …

Λύση Πίεση στερεών – προβλήματα και λύσεις 2

P = F / A = w / A

P = πίεση , F = δύναμη , w = βάρος , A = επιφάνεια

Η μικρότερη επιφάνεια έχει τη μεγαλύτερη πίεση.

3. Η μεγαλύτερη πίεση φαίνεται από την εικόνα …

Λύση Πίεση στερεών – προβλήματα και λύσεις 3

P = F / A = w / A

P = πίεση , F = δύναμη , w = βάρος , A = επιφάνεια

Η μικρότερη επιφάνεια έχει τη μεγαλύτερη πίεση.

4. Η δύναμη των 500 Newton ασκείται σε μια επιφάνεια 2.5 m ^2. Προσδιορίστε την πίεση e.

Γνωστό:

Δύναμη (F) = 500 Newton

Εμβαδόν επιφάνειας (A) = 2.5 m ²

Ζητείται: Πίεση (P)

Λύση:

Πίεση (P):

P = F / A

P = 500 / 2.5

P = 200 N/ ^m2

P = 200 Πασκάλ

5. Μάζα ενός κουτιού = 75 kg και επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s² ^. Προσδιορίστε την πίεση στο δάπεδο.

Γνωστό: Πίεση στερεών – προβλήματα και λύσεις 4

Μάζα (m) = 75 kg

Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/ ^s²

Βάρος (w) = mg = (75 kg)(10 m/s² ⁾ = 750 kg m/s² ⁼ 750 Newtons

Εμβαδόν επιφάνειας (A) = 6 μέτρα x 5 μέτρα = 30 m ²

Ζητείται: Πίεση στο πάτωμα

Λύση:

P = F/A = w/A = 750/30 = 25 N/ ^m2

6. Η μάζα ενός κουτιού είναι 24 kg. Η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας είναι 10 m/s ^2. Προσδιορίστε την πίεση στο δάπεδο.

Γνωστό: Πίεση στερεών – προβλήματα και λύσεις 5

Μάζα (m) = 24 kg

Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/ ^s²

Βάρος (w) = mg = (24 kg)(10 m/s² ⁾ = 240 kg m/s² ⁼ 240 Newtons

Εμβαδόν επιφάνειας (A) = 1 mx 0.4 m = 0.4 ^m2

Ζητείται: Η πίεση στο παρκέ

Λύση:

P = F / A = w / A

P = πίεση , F = δύναμη , w = βάρος , A = επιφάνεια

Πίεση στο πάτωμα:

P = 240 N / 0.4 m ² = 600 N/m ²

Τι είναι η πίεση στο πλαίσιο των στερεών;
- ΑπάντησηΗ πίεση ορίζεται ως η δύναμη που ασκείται ανά μονάδα επιφάνειας. Όταν εφαρμόζεται σε στερεά, αναφέρεται στη δύναμη που ένα στερεό αντικείμενο ασκεί σε μια άλλη επιφάνεια διαιρούμενη με την επιφάνεια επαφής.
Πώς επηρεάζει η περιοχή επαφής την πίεση που ασκείται από ένα στερεό αντικείμενο;
- ΑπάντησηΗ πίεση που ασκείται από ένα στερεό αντικείμενο είναι αντιστρόφως ανάλογη με την επιφάνεια επαφής. Εάν η δύναμη παραμείνει σταθερή, η αύξηση της επιφάνειας επαφής θα μειώσει την πίεση και η μείωση της επιφάνειας επαφής θα αυξήσει την πίεση.
Γιατί αιχμηρά αντικείμενα όπως βελόνες και καρφιά διαπερνούν εύκολα επιφάνειες;
- ΑπάντησηΤα αιχμηρά αντικείμενα έχουν πολύ μικρή επιφάνεια επαφής. Όταν ασκείται δύναμη, αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλή πίεση στην άκρη, διευκολύνοντας τη διείσδυση άλλων υλικών.
Πώς τα χιονοπέδιλα εμποδίζουν κάποιον να βυθιστεί βαθιά στο χιόνι;
- ΑπάντησηΤα χιονοπέδιλα κατανέμουν το βάρος ενός ατόμου σε μεγαλύτερη επιφάνεια, μειώνοντας την πίεση στο χιόνι. Αυτό αποτρέπει ή ελαχιστοποιεί τη βύθιση.
Γιατί τα βαρέα φορτηγά έχουν μεγαλύτερα και φαρδύτερα ελαστικά από τα μικρά αυτοκίνητα;
- ΑπάντησηΤα μεγαλύτερα και φαρδύτερα ελαστικά κατανέμουν το μεγαλύτερο βάρος του φορτηγού σε μεγαλύτερη επιφάνεια, μειώνοντας την πίεση που ασκείται στο οδόστρωμα. Αυτό βοηθά στην πρόληψη ζημιών στο οδόστρωμα και στην παροχή καλύτερης πρόσφυσης.
Πώς σχετίζεται η πίεση με το βάθος σε μια στήλη στερεού;
- ΑπάντησηΣε αντίθεση με τα ρευστά, η πίεση στα στερεά δεν αυξάνεται συνεχώς με το βάθος με προβλέψιμο τρόπο μόνο λόγω της βαρύτητας. Η πίεση σε βάθος σε ένα στερεό εξαρτάται τόσο από το βάρος του πάνω από αυτό το σημείο όσο και από τις δομικές και υλικές ιδιότητες του στερεού.
Γιατί ένα βαρύ βιβλίο μπορεί να μην προκαλέσει ζημιά σε ένα τραπέζι, αλλά ένα μυτερό αντικείμενο με πολύ μικρότερο βάρος μπορεί;
- ΑπάντησηΗ πίεση που ασκείται από ένα αντικείμενο είναι συνάρτηση τόσο του βάρους του όσο και της επιφάνειας στην οποία κατανέμεται αυτό το βάρος. Ένα βαρύ βιβλίο κατανέμει το βάρος του σε μια μεγάλη επιφάνεια, με αποτέλεσμα τη χαμηλή πίεση. Ένα αιχμηρό αντικείμενο, ακόμα και αν είναι ελαφρύ, συγκεντρώνει τη δύναμή του σε μια πολύ μικρή επιφάνεια, με αποτέλεσμα την υψηλή πίεση, η οποία μπορεί να προκαλέσει ζημιά στο τραπέζι.
Πώς επηρεάζει η κατανομή πίεσης στα στερεά τα θεμέλια των κτιρίων;
- ΑπάντησηΤα θεμέλια των κτιρίων κατανέμουν το βάρος της κατασκευής σε μια μεγάλη περιοχή, μειώνοντας την πίεση στο έδαφος από κάτω. Η σωστή κατανομή της πίεσης διασφαλίζει ότι το κτίριο δεν θα βυθιστεί ή θα γέρνει λόγω ανομοιόμορφης καθίζησης.
Γιατί τα ψηλοτάκουνα αφήνουν συχνά βαθουλώματα σε μαλακές επιφάνειες;
- ΑπάντησηΤα ψηλοτάκουνα συγκεντρώνουν το βάρος του χρήστη σε μια πολύ μικρή περιοχή, με αποτέλεσμα την υψηλή πίεση στο σημείο επαφής. Σε μαλακές επιφάνειες, αυτή η υψηλή πίεση μπορεί να προκαλέσει βαθουλώματα ή σημάδια.
Αν πιέσετε το χέρι σας στον τοίχο, γιατί αυτό δεν βυθίζεται μέσα στον τοίχο όπως θα έκανε με μια μαλακή ουσία;

ΑπάντησηΟι δομικές και υλικές ιδιότητες του τοίχου αντιστέκονται στην παραμόρφωση, ακόμη και όταν ασκείται δύναμη (το χέρι σας). Ενώ ασκείται πίεση από το χέρι σας στον τοίχο, το υλικό του τοίχου είναι αρκετά ανθεκτικό και άκαμπτο ώστε να αντιστέκεται στην πίεση, εμποδίζοντας το χέρι σας να βυθιστεί.