Давление - величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Сила давления - любая сила, действующая на тело перпендикулярно поверхности, чаще всего это вес тела. Числовое значение давления показывает силу, приходящуюся на единицу площади ее приложения.
Пример: Лопнет ли шарик, если легонько прикоснуться к нему пальцем? Чтобы он лопнул, нужно прикоснуться к нему иголкой. Что при этом изменилось? Изменилась площадь соприкосновения, в случае с иголкой она намного меньше.
Другой пример: если выпало много снега, проще передвигаться на лыжах, чем без них. В таком случае меньше шансов провалиться. Вес человека в лыжах и без – почти один и тот же, в лыжах даже чуть больше, сила действия на поверхность одна и та же, но результат разный.
Давление при взаимодействии твердых тел
В обоих примерах можно заметить, что отличает описанные ситуации: иголка тоньше пальца; лыжи шире и длиннее обуви. То есть результат действия зависит не только от того, какая сила действует, но и на какую площадь. Чтобы описать распределенное по поверхности действие, ввели величину: сила, действующая на единицу площади. Называется эта величина “давление”, обычно обозначается буквой “р”(англ. – pressure):
1.
I1 = 1000 мА = 1 А
I2 = 250 мА = 0,25 А
U1 = U2 = 220 В
R1 (чайник) = 220/1 = 220 Ом
R2 (лампа) = 220/0,25 = 880 Ом
R1/R2 = 220/880 = 1/4 => R2 > R1 в 4 раза или R1 < R2 в 4 раза
Сопротивление чайника меньше, чем сопротивление лампы в 4 раза.
2. Больший ток затрачен там, где сопротивление меньше. Так как чайник имеет меньшее сопротивление, то тока она потребил больше (другими словами - на его работу был затрачен больший ток).
3.
Q (чайник) = I1²*R1*t1
А (лампа) = U*I2*t2
I1 = 1 А
I2 = 0,25 A
R1 = 220 Ом
U = 220 В
t1 = 3 мин = 60*3 = 180 с
t2 = 10 мин = 60*10 = 600 с
Q = I1²*R1*t1 = 1²*220*180 = 39600 = 39,6 кДж
А = U*I2*t2 = 220*0,25*600 = 33000 = 33 кДж
39,6 > 33, поэтому количества теплоты чайника хватит на работу лампы.
Можно решить задачу отношениями, превратив формулу теплоты в формулу работы:
Q = I1²*R1*t1
I1²*R1 = I1²*(U/I1) = I1*U
Q = A' = I1*U*t1
A'/A = (I1*U*t1) / (U*I2*t2) = (I1*t1) / (I2*t2) = (1*180) / (0,25*600) = 18/(0,25*60) = 6/(0,25*20) = 3/(0,25*10) = 3/2,5 - очевидно, что 3 > чем 2,5. ответ тот же, разумеется.
0,0034 м/с
0,000000005 м2
0,000000008 кг
2 м3
20000 кг/м3
0,00000048 м/с