Tlak - je to fyzikální veličina ukazující poměr síly působící na určitou oblast. Je definován jako poměr síly k ploše, na kterou je tato síla aplikována. Tlak se měří v Pascalech (pa) nebo Newtonech na metr čtvereční (N/m2).
Chcete-li vyřešit problém tlaku, musíte znát hodnotu síly a plochu povrchu, na který působí. V tomto případě máme sílu 20 Newtonů. Najdeme tlak, který se při působení této síly dostane na oporu.
K tomu je třeba znát povrchovou plochu, na kterou síla působí. Pokud je oblast známá, tlak lze nalézt pomocí vzorce:
Tlak = Síla / Plocha.
Stanovení tlaku
Tlak je označen symbolem P a vypočítává se jako poměr síly k ploše: P = F / S, kde F je síla působící kolmo k povrchu a S je plocha povrchu, na kterou tato síla působí.
Pokud například na podpěru působí síla 20 N A Plocha podpěry je 4 čtvereční centimetry (4 cm2), pak tlak na podpěru bude 5 N/cm2. Tlak lze tedy vyjádřit v různých měrných jednotkách, včetně pascalů, tyčí, atmosféry a milimetrů rtuťového sloupce.
Jaký je tlak a jak se měří?
Měření tlaku se provádí pomocí různých přístrojů nazývaných barometry nebo manometry. Barometr se používá k měření atmosférického tlaku a manometr k měření tlaku v uzavřených systémech, jako jsou balóny nebo pneumatiky pro automobily.
K měření atmosférického tlaku se používá rtuťový barometr, který obsahuje rtuť plnící svislou trubici. Výška sloupce rtuti podporovaného vnějším atmosférickým tlakem umožňuje určit velikost tlaku. Dalším běžným způsobem měření atmosférického tlaku je aneroidní barometr, který používá speciální kovovou pružinu, která reaguje na změnu tlaku a přenáší data na stupnici.
Tlakoměr zase může být kapalný nebo indikativní. Kapalinový manometr používá kapalinu (jako je olej nebo voda), která stoupá v trubici pod tlakem. Indikační manometr ukazuje velikost tlaku pomocí šipky nebo digitálního displeje.
Vzorec tlaku
Tlak = Síla / Plocha
- Tlak - velikost tlaku na podpěru se měří v Pascalech (kPa) nebo Newtonech na metr čtvereční (N / m2);
- Síla - síla působící na oporu se měří v Newtonech (h);
- Plocha - plocha povrchu podpěry, na kterou síla působí, se měří v metrech čtverečních (m2).
Pro výpočet tlaku na podpěru při působení síly 20 N je tedy nutné znát povrchovou plochu, na kterou tato síla působí. Dále lze pomocí vzorce snadno vypočítat tlak, který bude vyvíjen na danou podporu.
Jaký vzorec pomáhá vypočítat tlak?
| Tlak (P) | = | Síla (F) | / | Náměstí (A) |
K nalezení tlaku je tedy nutné rozdělit sílu vyvíjenou na objekt na oblast tohoto objektu. To umožňuje určit, kolik síly působí na jednotku plochy povrchu.
Pokud například na podpěru působí síla 20 Newtonu a plocha podpěry je 2 čtvereční metry, pak lze tlak vypočítat následovně:
Tlak (P) = 20 N / 2 m2 = 10 pa (Pascal)
Tlak na podpěru je tedy 10 pascalů. Tento vzorec umožňuje vypočítat tlak v různých situacích, což pomáhá pochopit, jaká síla působí na jednotku plochy povrchu.
Síla a podpora
Při zvažování tlaku vyvíjeného na podporu při působení síly je třeba vzít v úvahu několik faktorů.
Síla je veličina, která charakterizuje účinky na tělo. Může být směrována v různých směrech a může mít různou velikost. Působení síly na podpěru vede k přenosu tlaku na tuto podpěru.
Tlak je veličina, která určuje sílu přicházející na jednotku plochy. Obvykle se měří v Pascalech (Pa).
K určení tlaku vyvíjeného na podpěru při působení síly je nutné znát jak velikost síly, tak plochu podpěry. Tlak se vypočítá dělením síly na plochu, na kterou tato síla působí.
Vzorec pro výpočet tlaku na podpěru: tlak = síla / Plocha podpěry.
Pro úkol, ve kterém je síla působící na podpěru 20 N, je tedy nutné znát také plochu podpěry, aby bylo možné vypočítat tlak.
Jaké jsou vztahy mezi silou a podporou?
Vzorec pro výpočet tlaku:
kde P je tlak, F je síla, A je plocha povrchu, na kterou síla působí.
Tlak je tedy vyvíjen na podpěru přímo úměrně síle. Pokud se síla zvyšuje, zvyšuje se i tlak na podpěru. Pokud se síla sníží, sníží se i tlak na podpěru.
V důsledku toho při působení síly 20N bude tlak na podpěru záviset na ploše, na kterou tato síla působí. Při velké ploše bude tlak menší a při malé ploše bude tlak větší.
Řešení problému se silou 20N
K vyřešení tohoto problému je třeba vědět, že tlak je definován jako poměr síly působící kolmo k povrchu k ploše tohoto povrchu.
Víme tedy, že síla působící na podpěru je 20n. abychom našli tlak, musíme znát povrchovou plochu, na kterou tato síla působí.
Předpokládejme, že plocha povrchu je 1 m2. Pak bude tlak stejný:
Tlak = síla / Plocha = 20n / 1 m2 = 20 Pa (pascales).
Takže při síle 20N a ploše 1 m2 bude tlak 20 pascalů (Pa).
Pokud je plocha povrchu jiná, tlak se podle toho změní. Přesnější hodnotu tlaku lze získat vědomím konkrétních hodnot síly a plochy povrchu.
Jak vypočítáte tlak na podpěru při síle 20N?
Tlak = Síla / Plocha
V tomto případě je pro výpočet tlaku na podpěru při síle 20N nutné znát oblast, na kterou tato síla působí. Plocha může být měřena v metrech čtverečních (m^2).
Pokud je plocha podpěry známá, lze tlak vypočítat tak, že do vzorce vložíte známé hodnoty.
Pokud je například plocha podpěry 2 m^2, pak tlak na podpěru při síle 20N bude:
Tlak = 20N / 2 m^2 = 10 pa
Tlak na podpěru při síle 20N by se tedy rovnal 10 pa (pascalům).
Výpočet tlaku na podpěru umožňuje určit, jak moc síla působí na podpěru a může být užitečný při navrhování a hodnocení pevnosti různých konstrukcí a materiálů.
Příklady úkolů
1. Síla působící na podpěru je 20 N. Najděte tlak, který je vyvíjen na podpěru, pokud je plocha podpěry 10 čtverečních centimetrů.
Tlak lze nalézt rozdělením síly na oblast.
Tlak = Síla / Plocha
Nahradíme známé významy:
Tlak = 20 N / 10 m2.
Tlak = 2 N / cm2.
2. Síla působící na podpěru je 30 N. Najděte tlak, který je vyvíjen na podpěru, pokud je plocha podpěry 15 čtverečních centimetrů.
Tlak lze nalézt rozdělením síly na oblast.
Tlak = Síla / Plocha
Nahradíme známé významy:
Tlak = 30 N / 15 m2.
Tlak = 2 N / cm2.
3. Síla působící na podpěru je 40 N. Najděte tlak, který je vyvíjen na podpěru, pokud je plocha podpěry 20 čtverečních centimetrů.
Tlak lze nalézt rozdělením síly na oblast.
Tlak = Síla / Plocha
Nahradíme známé významy:
Tlak = 40 N / 20 m2.
Tlak = 2 N / cm2.
Jak řešit problémy se silou a podporou?
Řešení problémů spojených se silou a podporou lze rozdělit do několika kroků. Zde jsou hlavní kroky, které vám pomohou vyřešit tento problém:
1. Určete známé a neznámé veličiny.
Prvním krokem je určení všech známých a neznámých veličin v úkolu. V tomto případě je známou veličinou síla rovna 20N.
2. Použijte příslušné Newtonovy zákony.
Dalším krokem je aplikace příslušných Newtonových zákonů. V tomto úkolu lze použít Newtonův zákon o interakci těles, který říká, že síla působící na tělo se rovná součinu tělesné hmotnosti při jeho zrychlení. V tomto úkolu neznáme tělesnou hmotnost, takže zákon může být zapsán jako F = m*a, kde F - síla, m - tělesná hmotnost, a - urychlení.
3. Vložte známé veličiny do rovnice.
Nyní s rovnicí F = m*a a známá síla F = 20N, lze tyto hodnoty nastražit a najít neznámou veličinu, kterou je zrychlení.
4. Vypočítejte výsledek.
Vypočítáním zrychlení lze najít další veličiny spojené s tímto úkolem, jako je tlak vyvíjený na podpěru. K tomu je třeba znát oblast, na kterou síla působí. Vzorec pro výpočet tlaku je následující: P = F/A, kde P - tlak, F - síla, A - plocha.
5. Napište odpověď.
Když znáte tlak, můžete napsat odpověď na úkol. V tomto případě se odpověď bude skládat z číselné hodnoty tlaku vyvíjeného na podpěru.
Nyní, když máte představu o krocích potřebných k řešení úkolů souvisejících se silou a podporou, můžete je použít na jakýkoli podobný úkol.