Интернет магазин детских конструкторов и роботов

РАСТИМ ЮНОГО ФИЗИКА: ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Опубликовано: 12.12.2016

Давление

Не секрет, что если родители хотят для ребенка уважаемой и востребованной профессии, они сами должны интересоваться чем-то в определенной области. Иными словами, хотите микробиолога – увлеченно рассказывайте о бактериях и вирусах, мечтаете о дочке-химике – увлекательно покажите на примерах взаимодействие веществ, а если папа всегда уважал физику как королеву наук, то хорошо знать ее хотя бы на уровне школы. Все мы проходим вместе с ребенком этапы взросления заново, заодно можно и общую эрудицию подтянуть.

Поэтому сегодня поговорим о понятии давления. Думаю, все помнят, что это физическая величина. Но отметим: величина интенсивная. То есть она не зависит от размера системы. Другими интенсивными физическими величинами, к примеру, являются плотность и температура. В противовес таким величинам выделяют экстенсивные (или аддитивные) – энергия, импульс, мощность и т. д. Но о них в другой раз.

Давление численно можно рассчитать так: это сила, которая действует на единицу площади поверхности, причем перпендикулярно этой самой поверхности. Что характеризует давление? Правильный ответ: состояние сплошной среды. Оно обозначается буквой pот латинского слова pressura.

Давление может измеряться в разных величинах: 

  1. миллиметр водяного столба;
  2. бар;
  3. килограмм-сила на квадратный сантиметр;
  4. миллиметр ртутного столба и т. д.
    Но общепринятой считается единица паскаль. Один паскаль приравнивается к силе величиной в один ньютон, которая действует на площадь в один квадратный метр и при этом является равномерно распределенной. Эта единица названа в честь французского ученого и математика Блеза Паскаля, и вот почему.

Мы часто слышим в прогнозе погоды: атмосферное давление повышенное или пониженное. Но люди не всегда знали о том, что воздух вообще имеет силу, чтобы давить на поверхность. С древности были известны такие устройства, как насосы. Однако принцип их действия был неясен. Знаменитый мыслитель Аристотель объяснял его так: природа не терпит пустоты, поэтому вода и двигается за поршнем внутри насоса.

Паскаль и Торичелли

И только в XVIIвеке во Флоренции задумались: отчего даже при помощи насосов вода не поднимается высоко, если природа пустоты боится? За разъяснениями обращались даже к знаменитому ученому Галилею. Но Галилей, хотя и посоветовал не поднимать воду насосами на высоту более 10 метров, известен нам не этим. А вот его ученик, Эванджелиста Торричелли, провел серию опытов с насосами и догадался, что жидкость за поршнем насоса поднимается на высоту тем меньшую, чем больше ее плотность. Торричелли проводил опыты как с водой, так и с ртутью, ведь ртуть имеет плотность в 13 раз больше плотности воды. Получается, что ученый сконструировал первый в мире барометр. Но в итоге был сделан наиважнейший вывод: воздух имеет вес! Этот вывод был настолько новаторским, что многие ученые тех времен его не приняли.

Исследования Торричелли продолжил Блез Паскаль. Он повторил опыты, а затем проделал их у подножия горы и на ее вершине. И давление воздуха на вершине было заметно меньше (почти на 100 мм ртутного столба, который он использовал в качестве ориентира). Итак, гипотеза Аристотеля о том, что природа пустоты не терпит, окончательно потерпела поражение. А Паскаль открыл закон природы, который позже тоже назовут в его честь. Этот закон гласит: если на жидкость или газ действует давление, то оно передается в любую точку без изменений на всех направлениях. Таким образом был сформулирован основной закон гидростатики. Его также можно описать формулой: давление равно приложенной силе, разделенной на площадь сосуда. Из этого следует важный практический вывод: при увеличении такого давления воздействие на стенки сосуда будет увеличиваться. Причем удивительно, но давление не зависит от массы!

Важно помнить, что на основании закона Паскаля работают многие привычные нам вещи. Например, гидравлические прессы или тормозная система любого автомобиля.
Отличный способ наглядно продемонстрировать ребенку, как используется атмосферное давление в механизмах, - собрать и запустить с ним игрушку, например, машинку на пневмодвигателе.

Главное меню

Каталог

Полезные ссылки

Цена
от
до
0 Корзина: 0 грн Бесплатная доставка от 1200 грн.
Заказ в один клик