Physik ist einer der faszinierendsten Abschnitte der Naturwissenschaften, die in der Schule studiert werden. Zu den wichtigen Konzepten, die uns helfen, die Welt um uns herum zu verstehen, gehört der Druck. Wie finde ich den Druck in der Physik der Klasse 7, wenn Masse und Fläche bekannt sind? Lass uns das herausfinden.
Der erste Schritt bei der Bestimmung des Drucks besteht darin, das Konzept selbst zu verstehen. Druck ist die Kraft, die pro Flächeneinheit wirkt. Es wird normalerweise in Pascal (Pa) gemessen, kann aber auch in verschiedenen Einheiten ausgedrückt werden: Atmosphären (atm), Millimeter der Quecksilbersäule (mmHg).finden wir eine Formel zur Berechnung des Drucks.
Die Druckformel hat die Form: P = F / S, wo P - Druck, F - macht, aber S - die Fläche, auf die diese Kraft wirkt. Wenn wir das Körpergewicht kennen, können wir die Formel verwenden F = m * g, wo m - Körpergewicht, g - beschleunigung des freien Falls. Jetzt haben wir alle notwendigen Komponenten, um das Problem zu lösen.
Was ist Druck
Der Druck kann als eine über eine Fläche verteilte Kraft dargestellt werden. Mathematisch ist es definiert als das Verhältnis der Kraft, die senkrecht zur Oberfläche zur Fläche dieser Oberfläche wirkt:
Druck = Kraft / Fläche
Der physikalische Druckwert wird normalerweise in Pascal (Pa) oder Newton pro Quadratmeter (N / m 2 ) gemessen. Andere Einheiten, wie Bars oder Millimeter Quecksilber, können je nach spezifischer Situation ebenfalls verwendet werden.
Je größer die auf die Oberfläche wirkende Kraft ist oder je kleiner die Fläche ist, auf die diese Kraft verteilt ist, desto größer ist der Druck. Wenn zum Beispiel zwei Körper aufeinander stoßen, wird die Kraft, mit der sie aufeinander wirken, über den Kontaktbereich verteilt. Manchmal kann hoher Druck verschiedene Phänomene oder Wirkungen verursachen, z. B. Verformungen oder Veränderungen des Aggregatzustands einer Substanz.
Definition des Begriffs Druck in der Physik
Um den Druck zu bestimmen, müssen Sie den Wert der auf die Oberfläche wirkenden Kraft und die Fläche kennen, auf die diese Kraft verteilt ist. Der Druck wird berechnet, indem die Kraft durch Fläche dividiert wird:
wobei P der Druck ist, F die Kraft ist, A die Fläche ist.
Das metrische Druckmesssystem ist Pascal (Pa), das als Druck definiert ist, der durch eine Kraft von einem Newton pro Fläche von einem Quadratmeter ausgeübt wird.
Wenn Sie das Konzept des Drucks in der Physik kennen, können Sie viele Probleme lösen, die mit der Kraft, Fläche und Deformation des Körpers verbunden sind. Beispielsweise können wir durch Druck erklären, warum eine Nadel leicht in den Ball eindringt, aber nicht in die Stahlplatte eindringt oder wie eine Vakuumpumpe funktioniert, die einen Unterdruck in einem separaten System erzeugt.
In der Praxis wird Druck in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technologie eingesetzt, einschließlich Hydraulik, Aerodynamik, Elektrotechnik und Medizin. Das Verständnis von Druck hilft uns, viele Phänomene zu erklären und ist ein wesentlicher Bestandteil des wissenschaftlichen und technischen Denkens.
das Archimedische Prinzip
Nach dem Archimedes-Gesetz wirkt die Archimedes-Kraft, wenn ein Körper in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, auf ihn, was dem Gewicht der von diesem Körper verdrängten Flüssigkeit entspricht. Die Kraft des Archimedes ist immer nach oben gerichtet und ist proportional zur Dichte der Flüssigkeit, der Körperdichte und dem Volumen der vom Körper verdrängten Flüssigkeit.
Dieses Gesetz kann wie folgt erklärt werden: wenn der Körper in eine Flüssigkeit eintaucht, verdrängt er einen Teil der Flüssigkeit und nimmt seinen Platz ein. Die Flüssigkeit beginnt diesem Ausstoßen zu widerstehen, und eine Kraft, die dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit entspricht, beginnt auf den Körper zu wirken. Wenn der Körper eine Dichte hat, die größer ist als die Dichte der Flüssigkeit, wird er sinken, da die Stärke des Archimedes geringer ist als das Körpergewicht. Wenn die Körperdichte kleiner ist, wird sie auftauchen.
Das Archimedes-Gesetz hat eine breite Anwendung im Leben und in der Technik. Er erklärt das Segeln von Schiffen und Booten, die Arbeit von Schiffsschleusen, das Heben und Senken von Unterwasserobjekten und die Arbeit vieler Mechanismen, die Auftrieb verwenden. Dieses Gesetz wird auch verwendet, um die Dichte einer Flüssigkeit zu messen, das Volumen eines eingetauchten Körpers zu bestimmen und eine Reihe anderer physikalischer Prozesse im Zusammenhang mit der Wechselwirkung von Körpern mit Flüssigkeiten und Gasen zu bestimmen.
Wie sind Druck und Auftrieb verbunden
Der Auftrieb ist direkt mit dem Druck verbunden, da die Druckdifferenz von oben und unten der Körperoberfläche in Flüssigkeit oder Gas eine Archimedes-Kraft erzeugt, die die Fähigkeit beeinflusst, den Körper aufzusteigen oder zu senken. Wenn die Kraft des Archimedes größer ist als das Körpergewicht, steigt sie an und schwimmt in Flüssigkeit oder Gas. Wenn die Stärke des Archimedes kleiner ist als das Körpergewicht, wird der Körper in der Umgebung sinken und sinken.
Der Druck auf die Oberfläche des Körpers wirkt sich auch auf seinen Auftrieb aus. Wenn die Oberfläche des Körpers zunimmt, nimmt die Druckkraft der Moleküle auf diese Oberfläche ab, was bedeutet, dass der Druck abnimmt. Dies kann zu einer Erhöhung der Druckdifferenz und dementsprechend zu einer Erhöhung der Archimedes-Kraft führen. Daher kann eine Erhöhung der Körperoberfläche den Auftrieb dieses Körpers erhöhen.
| Der Druck | Auftrieb |
|---|---|
| Kraft geteilt durch Fläche | Körpereigenschaft des Anhebens oder des Fallens in der Flüssigkeit oder im Gas |
| Bestimmt durch die Druckkraft der Moleküle auf die Oberfläche | Bestimmt durch die Differenz von Körpergewicht und Stärke des Archimedes |
| Kann den Auftrieb beeinflussen | Kann auf Druckdifferenz zurückzuführen sein |
Die Verbindung von Druck, Masse und Fläche
Die Beziehung zwischen Druck, Masse und Fläche kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
Druck = Masse / Fläche
Mit dieser Formel können Sie den Druckwert bestimmen, wenn die Masse und die Fläche bekannt sind. Wenn zum Beispiel die Masse eines Objekts 10 kg beträgt und die Fläche, auf die die Kraft wirkt, 2 m2 beträgt, kann der Druck wie folgt berechnet werden:
Druck = 10 kg / 2 m2 = 5 kg/m2
Somit beträgt der Druck 5 Kilogramm pro Quadratmeter.
Wie finde ich den Druck nach einer bekannten Masse und Fläche?
Die Formel zur Berechnung des Drucks lautet wie folgt:
Druck = Masse / Fläche
Der Druck - ausgedrückt in Pascal (Pa).
Masse - gemessen in Kilogramm (kg).
Fläche - gemessen in Quadratmetern (m2).
Betrachten wir zum Beispiel eine Situation, in der es einen Körper mit einem Gewicht von 5 kg und einer Fläche von 2 m2 gibt. Um den Druck zu finden, müssen Sie den Massewert durch die Fläche teilen:
Druck = 5 kg / 2 m2 = 2,5 Pa
Somit beträgt der Druck in diesem Fall 2,5 Pa.
Jetzt, da Sie wissen, wie Sie den Druck anhand einer bekannten Masse und Fläche finden, können Sie diese Formel anwenden, um den Druck in verschiedenen physikalischen Aufgaben zu berechnen.
Formel zur Berechnung des Drucks bei bekannter Masse und Fläche
Wenn die Masse des Objekts und seine Fläche bekannt sind, kann der Druck mit der folgenden Formel berechnet werden:
Druck = Kraft / Fläche
- Der Druck - die physikalische Größe, gemessen in Pascal (Pa).
- Kraft - die Kraft, die auf die Oberfläche eines Objekts wirkt, gemessen in Newton (H).
- Fläche - die Fläche des Objekts, auf die die Kraft wirkt, gemessen in Quadratmetern (m ^ 2).
Nachdem Sie die Masse eines Objekts und seine Fläche gefunden haben, können Sie den Druck mit dieser Formel leicht berechnen.
Beispiele für Druckberechnungen
Betrachten wir einige Beispiele für Druckberechnungen, die eine bekannte Masse und Fläche verwenden.
| Ein Beispiel | Bekannte Größen | Druckberechnung |
|---|---|---|
| Beispiel 1 | Gewicht: 2 kg Fläche: 0.5 m2 | Druck = Masse / Fläche Druck = 2 kg / 0.5 m2 Druck = 4 Pa |
| Beispiel 2 | Gewicht: 5g Fläche: 10 cm2 | Druck = Masse / Fläche Druck = 5 g / 10 cm2 Druck = 0.5 Pa |
| Beispiel 3 | Gewicht: 1 Tonne Fläche: 1000 m2 | Druck = Masse / Fläche Druck = 1 Tonne / 1000 m2 Druck = 1000 Pa |
Wenn Sie also die Masse und die Fläche kennen, können Sie den Druck, den sie erzeugen, leicht berechnen.
Druckeinheiten
Die gebräuchlichsten Druckmesseinheiten sind:
- Pascal (Pa) ist die Haupteinheit von SI (internationales Einheitensystem). Ein Pascal entspricht dem Druck, der durch eine Kraft in einem Newton erzeugt wird, die senkrecht zur Oberfläche einer Fläche von einem Quadratmeter wirkt.
- Die technische Atmosphäre (atm) ist ein Druck, der durch eine Kraft von einem Kilogramm erzeugt wird – eine Kraft, die senkrecht zu einer Fläche von einem Zentimeter- einem Quadrat wirkt.
- Millimeter Quecksilbersäule (mmHg)- ein Druck, der dem Druck einer 1 mm hohen Quecksilbersäule entspricht, die senkrecht zu einer Fläche von 1 Quadratmillimetern wirkt.
In einigen Ländern wird auch eine Bar als Druckeinheit verwendet, wobei ein Bar 100.000 Pascal entspricht.
Welche Maßeinheiten werden in der Physik für Druck verwendet
Pascal (Pa) ist eine Druckeinheit im System des Internationalen Einheitensystems (SI). Ein Pascal entspricht dem Druck, der durch eine Kraft von einem Newton erzeugt wird, die senkrecht zu einer Fläche von einem Quadratmeter wirkt.
Bar (Bar) - dies ist eine Druckeinheit, die in der Industrie und im Bauwesen weit verbreitet ist. Ein Bar entspricht 100.000 Pascal, was ungefähr dem atmosphärischen Druck auf Meereshöhe entspricht.
Atmosphäre (atm) - eine alte historische Druckeinheit, die noch in einigen Bereichen verwendet wird. Eine Atmosphäre entspricht dem Druck einer 760 mm hohen Quecksilbersäule unter normalen Bedingungen.
Zur Vereinfachung des Druckvergleichs werden häufig auch andere Maßeinheiten verwendet, z. B. ein Millimeter Quecksilber (mmHg).st.) und Pascalin (Pa). Sie sind entsprechend mmHg gekennzeichnet.kunst. und kPa.
Beim Erlernen der Physik und beim Lösen von Druckproblemen ist es wichtig, sich daran zu erinnern, welche Maßeinheiten für eine bestimmte Aufgabe verwendet werden, und sie richtig anzuwenden.
