Меню Рубрики

Полезное и вредное давление в физике

Многие годы безуспешно боретесь с ГИПЕРТОНИЕЙ?

Глава Института: «Вы будете поражены, насколько просто можно вылечить гипертонию принимая каждый день.

Если у женщины были проблемы с давлением во время беременности, то после родов врачам нужно тщательно за ней наблюдать еще в течение 48-72 часов. Эклампсия — это смертельно опасные судороги. В 70% случаев они происходят во второй половине беременности, но в 30% — вскоре после родов. Поэтому, когда ребенок появляется на свет, еще рано расслабляться докторам и самой пациентке. Нужно контролировать артериальное давление. Желательно держать его ниже 150/95 мм рт. ст.

Если давление у женщины сохраняется повышенным в течение 12 недель после родов, то ставят диагноз “артериальная гипертония такой-то степени”. Проводят дополнительные обследования, определяют, в каком состоянии сердце, почки и глаза. После этого врачи составляют индивидуальный план лечения для пациентки. Если женщина кормит грудью, то доктора примут это во внимание при выборе таблеток от давления. Полезно изучить статью “Причины гипертонии и как их устранить”. Выполняйте наши рекомендации, чтобы нормализовать свое давление без вредных лекарств.

  • Лучший способ вылечиться от гипертонии (быстро, легко, полезно для здоровья, без «химических» лекарств и БАДов)
  • Гипертоническая болезнь — народный способ вылечиться от нее на 1 и 2 стадии
  • Эффективное лечение гипертонии без лекарств

В течение недели после родов объем циркулирующей крови в организме женщины естественным образом увеличивается. Это может вызывать повышение артериального давления. Нежелательно принимать нестероидные противовоспалительные средства, потому что они тоже способны повышать давление. Если во время беременности была преэклампсия, а после родов сохраняются значительные отеки, то врачи могут принять решение кратковременно назначить женщине мочегонное лекарство фуросемид. Это снизит риск отека легких. Однако, фуросемид не совместим с грудным вскармливанием.

Если женщина кормит грудью, при этом у нее артериальное давление до 150/95 мм рт. ст. и риск осложнений низкий, то таблетки от гипертонии ей лучше вообще не принимать. Но если кровяное давление превышает 150/95 мм рт. ст. и/или врачи оценивают риск осложнений как высокий, то они назначат пациентке лекарства. При необходимости выпишут даже самые мощные комбинированные препараты, чтобы понизить давление до целевого уровня.

Все лекарства от гипертонии проникают в грудное молоко. Выяснить это специалистам было не сложно. Сделали анализы грудного молока — и готово. Насколько сильное влияние оказывают на ребенка материнские лекарства, понижающие давление? По этому вопросу данных очень мало. Потому что невозможно поставить опыты для получения информации.

В русскоязычных странах в период лактации официально разрешен к применению препарат метилдопа. Американская академия педиатрии дает более широкий список лекарств от давления, которые можно принимать кормящим матерям. Кроме метилдопы, в него входят антагонисты кальция — нифедипин, верапамил, дилтиазем. Бета-блокаторы — пропранолол, тимолол, надолол, окспреналол, лабеталол и особенно метопролол. В то же время, ацебуталол и атенолол у кормящих женщин применять не следует. Диуретики — гидрохлортиазид и спиронолактон. Прием мочегонных лекарств может уменьшить образование грудного молока. Ингибиторы АПФ — каптоприл или эналаприл. Их можно назначить, если гипертония протекает тяжело, сочетается с сахарным диабетом, заболеваниями почек, сохраняется выделение белка с мочой.

  • Метилдопа (допегит)
  • Нифедипин
  • Метопролол
  • Гидрохлортиазид (дихлотиазид, гипотиазид)
  • Спиронолактор (верошпирон)
  • Фуросемид
  • Каптоприл
  • Эналаприл

Если у женщины отмечалось повышенное давление во время беременности, то это означает, что ее риск сердечно-сосудистых заболеваний весьма повышен. Тем более, если гестационная гипертония переходила в преэклампсию, т. е. в анализах мочи появлялся белок. С годами у таких женщин раньше, чем у их сверстниц, развиваются возрастные поражения сосудов, инсулинорезистентность, плохие анализы крови на холестерин и триглицериды. Все это — факторы риска инфаркта, инсульта, почечной недостаточности.

Рекомендуется постоянное наблюдение врача кардиолога или терапевта. Следите за свое массой тела, старайтесь не полнеть. Имейте домашний тонометр и регулярно измеряйте артериальное давление. Сдавайте анализы крови на сахар, холестерин и триглицериды хотя бы раз в год. Выполняйте рекомендации по здоровому образу жизни без “голодных” диет, которые изложены здесь. Если отказ от вредной пищи и курения не помогает держать гипертонию под контролем, то желательно вовремя начать прием лекарств.

  • Самостоятельное измерение артериального давления в домашних условиях
  • DASH: эффективная диета при гипертонии

«Движение есть жизнь, уменьшение подвижности означает замедление жизненных процессов» — эти слова принадлежат советскому врачу – педиатру и гигиенисту В.В. Гориневскому. Они как нельзя более подходят к тем, кто в силу малой подвижности заполучает целый «букет» заболеваний, в том числе артериальную гипертензию. Можно ли заниматься спортом при гипертонии?

Физические нагрузки при гипертонии – их интенсивность и объем – зависят от степени заболевания. У гипертонической болезни их три. Первая степень означает, что эпизодически повышающееся давление приходит в норму без каких-либо препаратов. Вторая степень – это когда лекарства применяются только для снижения давления. Третья степень – самая тяжелая. На этой стадии болезни человек постоянно принимает гипотензивные препараты, чтобы удерживать давления в рамках целевых показателей. Ни одна из степеней гипертонии не является противопоказанием для взвешенной физической нагрузки.

Гипертония и спорт с большими нагрузками несовместимы. Но умеренную физическую активность можно считать частью лечения. У человека, всю жизнь занимавшегося физкультурой риск развития гипертензии значительно меньше – у него тренированные сосуды и сердце. Если она все-таки появилась, прекращать занятия не надо. Движение тренирует сердечную мышцу, сердце экономнее расходует свои ресурсы. Сердечный ритм замедляется, но усиливается сила сокращений, что позволяет увеличить объем выбрасываемой им крови.

При малой подвижности ухудшается кровообращение в мелких сосудах – капиллярах. Во время движения под действием сокращающихся мышц в процесс включаются все сосуды. Это увеличивает объем циркулирующей крови, и соответственно улучшается питание тканей. Несложные упражнения на растяжку или пешие прогулки поднимут настроение, улучшат сон, наполнят организм энергией и позволят избавиться от лишнего веса. Каким спортом можно заниматься при гипертонии? Об этом скажет лечащий врач, исходя из состояния пациента и степени гипертонии.

Прежде чем приступить к занятиям, необходимо получить рекомендации лечащего врача, касающиеся:

  • разрешенных и запрещенных видов упражнений;
  • количества занятий в неделю;
  • продолжительности тренировки;
  • состояния, при котором занятие нужно прекратить;
  • необходимости подсчета частоты сердечных сокращений.

Не всякая физическая нагрузка разрешена при артериальной гипертензии. Нежелательны статические нагрузки с подъемом тяжестей. Противопоказаны интенсивные ритмические тренировки и подъемы в горы, особенно с грузом. Напротив, динамические нагрузки положительно влияют на весь организм. Тренировка крупных мышц требует большого расхода энергии, а, значит, заставляет интенсивней работать легкие и сердце, чтобы насытить мышцы кислородом. В результате происходит снижение давления.

Гипертоникам можно заниматься аэробными видами спорта. Что дают им спортивные тренировки? Одним из лучших видов считается плавание, особенно для больных с лишним весом. Во время плавания тренируются практически все мышцы, стимулируется кровообращение, тело насыщается кислородом.

Велосипедные прогулки дарят хорошее настроение, особенно если кататься в парке и в лесу. Темп езды каждый выбирает по силам и по состоянию. Свежий воздух тоже играет не последнюю роль в оздоровлении. Если нет возможности кататься на велосипеде, можно использовать велотренажер при гипертонии.

Скандинавская ходьба рекомендована всем гипертоникам. Прогулки со специальными палками в комфортном темпе позволяют выровнять эмоциональный фон, привести себя в хорошую физическую форму, избавиться от лишнего веса. Врачи рекомендуют ходьбой при гипертонии снижать артериальное давление. Наряду с лекарствами они всегда прописывают пешие прогулки по 30 – 40 минут 3 – 4 раза в неделю.

Для лечения гипертонии наши читатели успешно используют ReCardio. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

В первый же визит в тренажерный зал гипертоник должен оповестить тренера о своем заболевании. Инструктор поможет подобрать кардиотренажеры и даст рекомендации по оптимальной нагрузке. Основные рекомендации по занятиям на тренажерах:

  • не начинайте тренировку без предварительной разминки;
  • не пейте много воды во время занятий, максимально возможный объем – 0,5 литра;
  • следите за самочувствием, особенно за дыханием, если оно сбилось, остановитесь и восстановите его;
  • первые тренировки – на ноги, чтобы кровь отлила к конечностям;
  • не выполняйте упражнения, при которых голова находится ниже туловища;
  • используйте разные тренажеры, чтобы работали все группы мышц;
  • выходите из тренировки постепенно, чтобы нормализовался пульс и дыхание.

Бодибилдеры, «выходящие на пенсию» по возрасту и совсем прекращающие занятия получают в качестве сомнительного бонуса набор сердечно – сосудистых проблем. Во время интенсивных тренировок, направленных на накачивание мышечной массы, происходит постоянный выброс адреналина, что сопряжено с повышением кровяного давления. Кроме того, растущие мышцы нуждаются в кровоснабжении, поэтому «обрастают» дополнительной сетью сосудов. Выход из занятий этим видом спорта должен быть плавным. Чтобы не получить инфаркта или инсульта желательно продолжать занятия, но с существенно меньшими нагрузками.

Для тех кто, имея в анамнезе эпизоды повышения давления, все-таки хочет продолжить силовые упражнения со снарядами есть несколько рекомендаций:

  1. Налагается запрет на следующие упражнения:
  • жим ногами на тренажере;
  • жим гантелей или штанги лежа;
  • тяга штанги;
  • приседания со штангой.
  1. Уменьшите вес штанги (использовать средний) и количество подходов, их должно быть не больше 7 — 10.
  2. Скорость подъема снаряда должна быть не медленной и не быстрой (на таких темпах больше поднимается АД), а средней.
  3. Отдых между подходами должен быть не менее 1,5 минут.
  4. Дышите правильно – на усилии (подъеме тяжести) выдох, на опускании – вдох. Так дыхательные пути останутся открытыми.
  5. Заканчивайте тренировку аэробной нагрузкой – четверть часа ходьбы на беговой дорожке или плавание.

Для снижения риска подъема давления во время тренировки необходимо строго соблюдать диету для гипертоников. Бодибилдинг и гипертония вполне могут совмещаться при соблюдении осторожности и определенных правил.

Поскольку артериальной гипертонией теперь страдают люди даже не достигшие 40 лет, их волнует вопрос, можно ли заниматься сексом при гипертонии. Можно и нужно – отвечают врачи. Но с некоторыми оговорками. Не стоит делать этого в дни, когда повышено давление, секс может закончиться коллапсом или инсультом. Интимные отношения нужно сделать более мягкими и романтичными, бурный секс может вызвать резкий скачок давления. Во время занятий сексом нужно избегать положения, когда голова опущена вниз.

Гипертоникам, которым назначены гипотензивные препараты для постоянного применения приходится сталкиваться с некоторыми проблемами. У мужчин – это снижение потенции, а у женщин — невозможность испытывать оргазм. Это сказываются побочные эффекты от приема медикаментов. Если возникли такие трудности, нужно рассказать о них врачу, и он заменит «вредное» лекарство на более приемлемый вариант. Не стоит считать, что секс при гипертонии невозможен. Занятия любовью дают мощный заряд положительных эмоций, что хорошо сказывается на уровне артериального давления.

Какой бы ни была физическая нагрузка, допустимые значения пульса во время нее рассчитываются по следующей формуле: 220 – количество полных лет. Если частота сердечных сокращений превышает полученный показатель, тренировку нужно прекратить. Занятия останавливают при следующих симптомах:

  • произошел резкий подъем давления;
  • появилось чувство стесненности в груди;
  • ощущается дискомфорт в руке, шее, челюсти или плечах;
  • головокружение и ухудшившееся самочувствие.

Занятия спортом должны приносить удовольствие, только в этом случае они принесут и пользу. Стоит приучить себя к ним, как части лечения. Зато потом они станут неотъемлемой частью жизни.

источник

Представьте себе заполненный воздухом герметичный цилиндр, с установленным сверху поршнем. Если начать давить на поршень, то объем воздуха в цилиндре начнет уменьшаться, молекулы воздуха станут сталкиваться друг с другом и с поршнем все интенсивнее, и давление сжатого воздуха на поршень возрастет.

Если поршень теперь резко отпустить, то сжатый воздух резко вытолкнет его вверх. Это произойдет потому, что при неизменной площади поршня увеличится сила, действующая на поршень со стороны сжатого воздуха. Площадь поршня осталась неизменной, а сила со стороны молекул газа увеличилась, соответственно увеличилось и давление.

Или другой пример. Стоит человек на земле, стоит обеими стопами. В таком положении человеку комфортно, он не испытывает неудобств. Но что случится, если этот человек решит постоять на одной ноге? Он согнет одну из ног в колене, и теперь будет опираться на землю только одной стопой. В таком положении человек ощутит определенный дискомфорт, ведь давление на стопу увеличилось, причем примерно в 2 раза. Почему? Потому что площадь, через которую теперь сила тяжести придавливает человека к земле, уменьшилась в 2 раза. Вот пример того, что такое давление, и как легко его можно обнаружить в обычной жизни.

С точки зрения физики, давлением называют физическую величину, численно равную силе, действующей перпендикулярно поверхности на единицу площади данной поверхности. Поэтому, чтобы определить давление в некоторой точке поверхности, нормальную составляющую силы, приложенной к поверхности, делят на площадь малого элемента поверхности, на который данная сила действует. А для того чтобы определить среднее давление по всей площади, нормальную составляющую действующей на поверхность силы нужно разделить на полную площадь данной поверхности.

Измеряется давление в системе СИ в паскалях (Па). Эта единица измерения давления получила свое название в честь французского математика, физика и литератора Блеза Паскаля, автора основного закона гидростатики — Закона Паскаля, гласящего, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Впервые единица давления «паскаль» была введена в обращение во Франции в 1961 году, согласно декрету о единицах, спустя три столетия после смерти ученого.

Один паскаль равен давлению, которое вызывает сила в один ньютон, равномерно распределенная, и направленная перпендикулярно к поверхности площадью в один квадратный метр.

В паскалях измеряют не только механическое давление (механическое напряжение), но и модуль упругости, модуль Юнга, объемный модуль упругости, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву, сопротивление срезу, звуковое давление и осмотическое давление. Традиционно именно в паскалях выражаются важнейшие механические характеристики материалов в сопромате.

Атмосфера техническая (ат), физическая (атм), килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2)

Кроме паскаля для измерения давления применяют и другие (внесистемные) единицы. Одной из таких единиц является «атмосфера» (ат). Давление в одну атмосферу приблизительно равно атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. На сегодняшний день под «атмосферой» понимают техническую атмосферу (ат).

Техническая атмосфера (ат) — это давление, производимое одной килограмм-силой (кгс), распределенной равномерно по площади в один квадратный сантиметр. А одна килограмм-сила, в свою очередь, равна силе тяжести, действующей на тело массой в один килограмм в условиях ускорения свободного падения, равного 9,80665 м/с2. Одна килограмм-сила равна таким образом 9,80665 ньютон, а 1 атмосфера оказывается равной точно 98066,5 Па. 1 ат = 98066,5 Па.

В атмосферах измеряют, например, давление в автомобильных шинах, например рекомендованное давление в шинах пассажирского автобуса ГАЗ-2217 равно 3 атмосферам.

Есть еще «физическая атмосфера» (атм), определяемая как давление ртутного столба, высотой 760 мм на его основание при том, что плотность ртути равна 13595,04 кг/м3, при температуре 0°C и в условиях ускорения свободного падения равного 9,80665 м/с2. Так выходит, что 1 атм = 1,033233 ат = 101 325 Па.

Что касается килограмм-силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), то эта внесистемная единица давления с хорошей точностью равна нормальному атмосферному давлению, что бывает иногда удобно для оценок различных воздействий.

Внесистемная единица «бар» равна приблизительно одной атмосфере, но является более точной — ровно 100000 Па. В системе СГС 1 бар равен 1000000 дин/см2. Раньше название «бар» носила единица, называемая сейчас «бария», и равная 0,1 Па или в системе СГС 1 бария = 1 дин/см2. Слово «бар», «бария» и «барометр» происходят от одного и того же греческого слова «тяжесть».

Часто для измерения атмосферного давления в метеорологии используют единицу мбар (миллибар), равную 0,001 бар. А для измерения давления на планетах где атмосфера очень разряженная — мкбар (микробар), равный 0,000001 бар. На технических манометрах чаще всего шкала имеет градуировку именно в барах.

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.)

Внесистемная единица измерения «миллиметр ртутного столба» равна 101325/760 = 133,3223684 Па. Обозначается «мм рт.ст.», но иногда ее обозначают «торр» — в честь итальянского физика, ученика Галилея, Эванджелисты Торричелли, автора концепции атмосферного давления.

Образовалась единица в связи с удобным способом измерения атмосферного давления барометром, у которого ртутный столб пребывает в равновесии под действием атмосферного давления. Ртуть обладает высокой плотностью около 13600 кг/м3 и отличается низким давлением насыщенного пара в условиях комнатной температуры, поэтому для барометров в свое время и была выбрана именно ртуть.

На уровне моря атмосферное давление равно приблизительно 760 мм рт.ст., именно это значение и принято считать теперь нормальным атмосферным давлением, равным 101325 Па или одной физической атмосфере, 1 атм. То есть 1 миллиметр ртутного столба равен 101325/760 паскаль.

В миллиметрах ртутного столба измеряют давление в медицине, в метеорологии, в авиационной навигации. В медицине кровное давление измеряют в мм рт.ст, в вакуумной технике приборы для измерения давления градуируются в мм рт.ст, наряду с барами. Иногда даже просто пишут 25 мкм, подразумевая микроны ртутного столба, если речь идет о вакуумировании, а измерения давления осуществляют вакуумметрами.

В некоторых случаях используют миллиметры водяного столба, и тогда 13,59 мм вод.ст = 1мм рт.ст. Иногда это более целесообразно и удобно. Миллиметр водяного столба, как и миллиметр ртутного столба — внесистемная единица, равная в свою очередь гидростатическому давлению 1 мм столба воды, которое этот столб оказывает на плоское основание при температуре воды столба 4°С.

источник

Это физическая скалярная величина, которая определяется по формуле

Атмосфера — это воздушная оболочка Земли, которая удерживается гравитационными силами. Атмосфера имеет вес и давит на все тела на Земле. Давление атмосферы составляет около 760 мм.рт.ст. или 1 атм., или 101325Па. Миллиметр ртутного столба, атмосфера — это различные внесистемные единицы измерения давления. Атмосферное давление уменьшается на 1 мм.рт.ст. при поднятии над Землей на каждые 11м.

Что такое давление в 1 атм? Рукопожатие крепкого мужчины составляет 0,1 атм, удар боксера составляет несколько атмосферных единиц. Давление каблука-шпильки составляет 100 атмосфер. Если на ладонь положить гирю в 100 кг, то получим неравномерное давление в одну атмосферу, при погружении на 10 м под воду получим равномерное давление в 1 атмосферу. Равномерное давление легко переносится человеческим организмом. Нормальное атмосферное давление, которое действует на каждого человека, компенсируется внутренним давлением, поэтому его мы совершенно не замечаем, несмотря на то, что оно является достаточно существенным.

Давление на жидкость или газ передается во всех направлениях одинаково.

Давление внутри жидкости (газа) на одной и той же глубине одинаково во всех направлениях (влево вправо, вниз и вверх!)

Это давления столбика жидкости на дно сосуда. Какая сила создает давление? Жидкость обладает весом, который давит на дно.

Читайте также:  Вредные и полезные свойства баклажан


Давление на дно сосуда не зависит от формы сосуда, но зависит от площади его дна. При этом сила давления на дно может быть и больше и меньше силы тяжести жидкости в сосуде. В этом заключается «гидростатический парадокс».

На стенку сосуда гидростатическое давление распределено неравномерно: у поверхности жидкости оно равно нулю (без учета атмосферного давления), внутри жидкости изменяется прямо пропорционально глубине и на уровне дна достигает значения . Это переменное давление можно заменить средним давлением

Это сосуды, которые имеют общий канал внизу.

Однородная жидкость устанавливается в сообщающихся сосудах на одном уровне независимо от формы сосудов, как видно на фотографии.

Разнородные жидкости устанавливаются в сообщающихся сосудах согласно формуле

Гидравлический пресс состоит из двух сообщающихся сосудов цилиндрической формы. В сосудах двигаются поршни с площадями S1 и S2. Цилиндры заполнены техническим маслом.

Объем жидкости, вытесненный малым поршнем поступает в большой цилиндр.

Гидравлический пресс дает выигрыш в силе во столько раз, во сколько площадь большего поршня больше площади меньшего. Выигрыша в работе гидравлический пресс не дает.

На практике вследствие наличия трения:

Если сила направлена под углом к нормали (перпендикуляру), то давление определяется по формуле

Газы и жидкости, находящиеся под давлением, нашли широкое применение в промышленной технике. Например, пневматический отбойный молоток. При помощи сжатого воздуха работают также двери в автобусах и метро, тормоза поездов и грузовых автомобилей.

Встречаются также механизмы, работающие при помощи сжатой жидкости. Они называются гидравлическими. Например, устройство гидравлического пресса.

Численное значение атмосферного давления было определено опытным путем в 1643 году итальянским ученым Э.Торричелли.

Стеклянную трубку длиной около метра, запаянную с одного конца, наполняют доверху ртутью. Затем, плотно закрыв отверстие пальцем, трубку переворачивают и опускают в чашу со ртутью, после чего палец убирают. Ртуть из трубки начинает выливаться, но не вся: остаётся «столб» » 76 см высотой, считая от уровня в чаше. Примечательно, что эта высота не зависит ни от длины трубки, ни от глубины её погружения.

Атмосферное давление уравновешивает гидростатическое давление столбика ртути. Согласно закону Паскаля давление атмосферы давит вверх на столбик ртути. А столбик ртути давит вниз своим весом. Ртуть перестает опускаться, когда эти давления одинаковые. Вычислив гидростатическое давление ртути известной высоты, определили давление атмосферы.

Трубка Торричелли с линейкой является простейшим барометром – прибором для измерения атмосферного давления

Для измерения атмосферного давления используют также барометр-анероид.

Поскольку атмосферное давление уменьшается по мере удаления от поверхности Земли, то шкалу анероида можно проградуировать в метрах. В этом случае он называется альтиметром.

Пусть прямоугольный металлический брусок площадью основания S и высотой h лежит на дне сосуда, в который налита вода до высоты H, H>h. Как определить силу давления бруска на дно сосуда?

Возможны два случая! Пусть брусок неплотно прилегает ко дну сосуда, тогда снизу на брусок действует сила давления жидкости. Эта сила больше силы давления жидкости сверху, поэтому возникает сила Архимеда. Сила Архимеда — результат разницы силы гидростатического давления на нижнюю грань бруска и верхнюю грань, зависит от высоты бруска и площади основания.

Используем 2 закон Ньютона:

Рассмотрим второй возможный случай. Пусть брусок прилегает ко дну так плотно, что жидкость под него не подтекает. Снизу отсутствует давление жидкости, следовательно сила Архимеда равна нулю. Сверху же на брусок действует сила давления жидкости и атмосферы.

Используем 2 закон Ньютона для этого случая:

p — атмосферное давление,
p — гидростатическое давление столба жидкости высотой H-h.

источник

Учебники физики на зывают давлением распределение силы по поверхности. Воздух давит на поверхность Земли — и мы говорим об атмосфер ном давлении. Его единица называется 1 бар (это дав ление столба воздуха весом 1 килограмм на квадратный сантиметр земной тверди). Опускаясь в морские глубины, мы испытываем давле ние воды. В земных недрах тоже есть давление. В цент ре планеты оно равно 3,5 мегабарам. Действуя со всех сторон, давление позволяет расплавленному земному ядру сохранять форму. На глубине 300 километров давление равно 60 килоба рам. Под его воздействием атомы углерода теснее при жимаются друг к другу, спрессовываются — и обра зуются алмазы.

И за пределами Земли су ществует давление. Газ вну три Солнца сжат с силой 300 миллиардов бар. Такое давление преобразуется в колоссальную тепловую энергию. Температура в центре Солнца достигает 16 миллионов градусов, а на его поверхности — 6 тысяч. Поэтому мы получаем от Солнца много тепла и света. В прогнозах погоды мы постоянно слышим о цикло нах. Они образуются благо даря давлению. Расстояние между молекулами в теплом воздухе больше, чем в хо лодном. А значит, давление в холодном воздухе выше. Когда в атмосфере встреча ются теплая и холодная воз душные массы, молекулы из области с высоким давлени ем устремляются в область с низким давлением. Возникает атмосферный вихрь — это и есть циклон.

Давление есть повсюду. Не которые живые организмы извлекают из его существо вания пользу. У летучих мышей есть внутренний из меритель давления. Биологи полагают, что он находится в слуховом аппарате мышей. Животные покида ют свои жилища, когда ат мосферное давление пада ет. Ведь чем ниже давление, тем активнее ведут себя на секомые — добыча летучих мышей.

Благодаря атмосферному давлению мухи могут пол зать по потолку. На их лап ках есть присоски. Между присоской и поверхностью потолка образуется вакуум. Давление воздуха воздейст вует на присоску только снаружи, и муха не падает.

Под большим давлением древесные соки добираются до макушек гигантских сек вой. И чем выше ствол дере ва, тем выше должно быть давление. Биологи выясни ли, что давление, которое обеспечивает деревья питанием, в то же время мешает им расти «до бесконечности». Когда давление стано вится слишком высоким, в стволе дерева образуются «тромбы». Они прегражда ют сокам путь наверх, и вер хушка дерева не получает достаточно питания. Рост прекращается.

Под водой давление увели чивается на 1 бар каждые 10 метров. То есть на глубине 40 метров оно равно уже 5 барам. Почему некоторые рыбы могут существовать на большой глубине — до 5 ты сяч метров, а иногда и глуб же? Ведь там на каждый ква дратный сантиметр их тела приходится вес, равный весу вагона пассажирского поез да! Дело в том, что ткани и кости глубоководных рыб пропитаны водой. Поэтому рыбы испытывают одинаковое давление изнутри и сна ружи. Но если глубоководную рыбу вытащить на по верхность, баланс внешнего и внутреннего давления на рушится. Рыба раздуется, ее внутренности вылезут через рот наружу, и она погибнет. Некоторые бактерии, жи вущие в воде, способны вы держать давление в 16 тысяч раз большее, чем нормаль ное атмосферное. Но как им это удается, ученые пока объяснить не могут.

Человек, оказавшийся под водой, естественно, тоже ис пытывает ее давление. При погружении в воду без аква ланга легкие сильно сжима ются. Действует так называемый закон Бойля: если уве личивается давление среды, окружающей газ (воздух в легких), то газ сжимается. На глубине 162 метров — это мировой рекорд погруже ния без акваланга — легкие уменьшаются до размеров яблока. На каждый квадрат ный сантиметр тела здесь давит вес в 17 килограммов. Казалось бы, у ныряльщика должны сломаться все кос ти. Но скелет справляется с этой нагрузкой, так как давление воды воздействует на него равномерно со всех сторон. Человек может выдержать и больше. Испан ские ученые смоделировали подводное погружение в барокамере. Испытуемые выдержали давление, соот ветствующее глубине 705 метров. А ведь это 70 кило граммов на квадратный сантиметр!

Давление воздушных масс человек не ощущает, хоть и живет на дне «воздушного моря». Ведь воздух, как и вода, давит не только сверху, а со всех сторон. Но даже ос таваясь неощутимым, дав ление влияет на нашу жизнь. Кости в суставах, на пример, плотно «подогна ны» друг к другу благодаря атмосферному давлению. Высоко в горах, где давле ние воздуха ниже, связь между костями слабее. Ко нечности плохо слушаются, часто случаются вывихи.

Пока люди не знали о су ществовании давления, многие загадки казались неразрешимыми. Почему так тяжело вытащить пор шень из насоса с закрытым отверстием? Сейчас мы зна ем: мешает давление воздуха. Простой насос — это ци линдр с поршнем. Когда отверстие насоса открыто, поршень испытывает оди наковое давление изнутри и снаружи. Стоит закрыть от верстие, и баланс нарушается. На поршень действует только давление извне. На ших сил не хватает, чтобы его преодолеть.

Существование атмосфер ного давления доказал итальянец Эванжелиста Торичелли. Суть опыта, по ставленного им в 1643 году, такова. Торричелли напол нил ртутью запаянную сни зу стеклянную трубку высо той 1 метр. Затем закрыл верхний конец трубки пальцем, перевернул ее и погрузил в сосуд с ртутью. Когда ученый убрал палец, ртуть из трубки вытекла в емкость, но не полностью. Ртутный столб остановился на высоте 760 миллимет ров. Торричелли предполо жил, что вес ртутного стол ба равен весу воздуха над поверхностью Земли. Воздух давит на ртуть в сосуде, поэтому ртуть из трубки не может вытечь до конца.

Опыт Торричелли произ вел своего рода револю цию. В трубке над ртутным столбом образовалось без воздушное пространство. А ведь в существование ваку ума никто тогда не верил. С античных времен ученые и философы утверждали, что природа не знает пустоты.

Высота ртутного столба в трубке ежедневно меня лась. Поэтому Торричелли предположил, что атмо сферное давление непосто янно. Ртутный столб со шкалой — это простейший ртутный барометр, незаме нимый при наблюдениях за погодой. До сих пор атмо сферное давление измеря ется в миллиметрах ртутно го столба (мм рт. ст.).

Узнав о существовании дав ления, человек научился его эксплуатировать. Свис ток чайника — результат ра боты давления. Нагреваясь, частицы воды двигаются быстрее. Часть из них пере ходит в газообразное состо яние. Давление возрастает, и чайник свистит.

Чтобы очищать вакуум ные туалеты в самолетах и поездах, создали специальную установку. По сути это насос, встроенный в емкость с чистящим раствором. По шлангам раствор под давлением подается в накопительный бак туале та. Уборщики не нужны: грязную работу делает струя моющего средства.

Мощное давление выбра сывает вверх струи фонта нов. Самый большой фон тан находится в Женеве. Когда-то на его месте была водозаборная станция, по дававшая воду в ремеслен ные мастерские. Вечерами потребление воды умень шалось. Ее избыток струей изливался в Женевское озеро. В 1891 году водопровод старой водозаборной стан ции превратили в декора тивный фонтан.

Ученые ищут для давления новую работу. Сто лет назад производство паровых ма шин признали слишком до рогим. Сейчас инженеры вернулись к идее создания моторов, работающих бла годаря давлению. Их порш ни делаются из углерода и керамики. Они практически не подвержены трению, а значит, им не нужно сма зочное масло. Кроме того, паровые машины не выбра сывают в атмосферу про дукты сгорания.

Специалисты космичес кого агентства NASA хотят отправлять на орбиту гру зы, используя давление. Новая ракетная установка — это труба, куда заправляет ся смесь метана и воздуха.

Взрыв смеси приводит в движение поршень, и он выталкивает ракету на ор биту. Почему «газовые» ра кеты лучше обычных? Обычные ракеты очень много весят, так как им ну жен большой запас топли ва. Затраты энергии при за пуске таковы, что кило грамм груза обходится в 20 тысяч долларов. При ис пользовании «газовых» ра кет килограмм груза стоил бы всего 600 долларов.

источник

Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле «Under pressure». Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.

Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?

Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.

В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p. Единица измерения давления – 1 Паскаль. Русское обозначение – Па, международное – Pa.

Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.

Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:

где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.

Одно из важнейших свойств жидкостей — изотропность. Это значит, что по закону Паскаля во всех направлениях жидкости производимое ею давление передается одинаково. Кстати, подробнее о жидкостях, их свойствах и движении читайте в нашем материале про уравнение Бернулли.

Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:

  • атмосфера;
  • миллиметр ртутного столба;
  • миллиметр водяного столба;
  • метр водяного столба;
  • килограмм-сила.

В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.

Например, когда вы слушаете или читаете прогноз погоды, там и речи не идет о паскалях. Говорят о миллиметрах ртутного столба. Один миллиметр ртутного столба – это 133 Паскаля. Если вы ездите за рулем, то наверное знаете, что нормальное давление в колесах легкового автомобиля — около двух атмосфер.

Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.

Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.

Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па. Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия. Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.

Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.

Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.

Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.

Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80, то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180, то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.

Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?

Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.

Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.

Но почему в измерении артериального давления две цифры?

Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.

При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.

Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.

В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.

Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики. А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.

источник

Цель исследования:практическое применение и влияние давления в жизни человека. В работе изучена роль давления в жизни человека, исследованы закономерности проявления давления и обощены полученные знания.

РОЛЬ ДАВЛЕНИЯ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

Емельянова Полина Андреевна,

МБОУ «Карамышевская СОШ», 7 класс

МБОУ «Карамышевская СОШ», 7 класс

Иванова Надежда Мефодьевна, учитель физики МБОУ «Карамышевская СОШ» Козловского района

Совсем недавно мы начали изучать тему «Давление твердых тел, жидкостей и газов». Нас заинтересовала его роль в нашей жизни, ведь оно окружает нас повсюду: на поверхности земли, в воде, в воздухе … Давлением обладает воздух, окружающий нас. Дом, в котором мы живем, оказывает давление на землю. Когда мы рисуем, кончик карандаша давит на бумагу. Мы слышим звуки потому, что звуковые волны оказывают давление на барабанные перепонки в ушах. Без знания о давлении, мы не сможем пользоваться штамповкой деталей; не сможем учесть зависимость роста давления с высотой или глубиной; не сможем построить высотные дома; даже режущие и колющие предметы: иглы, ножи, ножницы не сможем правильно использовать в быту и др.

Человеку необходимы знания о давлении, чтобы двигать прогресс вперед, делать новые открытия и изобретения. И, мы думаем, что многие с нами согласятся.

В ходе изучения этой темы у нас возникло много вопросов: — Мы живем на берегу реки Аниш, знаем, если лед на реке ненадежен, опытные люди передвигаются по нему не на ногах, а ползком. Почему они так делают?

-Почему летом полоть сорняки легче, если тяпка остро наточена?

Читайте также:  Патент продам на полезную модель

-Почему мы проваливаемся в сугроб, стоя без лыж, а на лыжах легко можем скользить по любым снежным горкам?

-Почему ноги лошади вязнут в рыхлой почве, а трактор не увязает?

-Почему опытные рыбаки, прежде чем отправиться на рыбалку следят за показаниями барометра?

Ответы на все эти и другие вопросы мы попытались найти в различных источниках. Мы познакомились с интересными задачами в «Занимательной физике» Я. И. Перельмана, много полезного для себя нашли в книге с занимательными материалами к урокам физики Семке А., в кратком справочнике по физике Еноховича А.С. и на страницах сети Интернет (сайт www.fizika.ru )

Исследование практического применения и влияния давления в жизни человека.

Мы выделили следующие задачи : расширить знания о давлении; выяснить от чего зависит давление; изучить роль давления в жизни человека; исследовать закономерности проявления давления; обобщить полученные знания и выработать рекомендации

Объект: окружающая среда и человек

Оборудование: тонометр, барометр-анероид, линейка, калькулятор.

Гипотезы нашего исследования: выяснение того факта, что давление прямо пропорционально силе давления и обратно пропорционально площади поверхности, а также проверка того факта, что атмосферное давление связано с самочувствием людей.

Актуальность нашего исследования мы видим в том, что тема «Давление» является одной из основных тем курса физики 7 класса, значит, полученные знания можно применять в дальнейшем не только на уроках физики, но и на уроках биологии, на уроках ОБЖ, поэтому мы решили изучить эту тему более углубленно и обширно.

Методы работы : поисковый, практический метод, эксперимент.

Нам неоднократно приходилось наблюдать, как действие одной и той же силы приводит к разным результатам. Например, как бы сильно мы не давили на доску, нам вряд ли удастся проткнуть её пальцем. Но, действуя с той же силой на шляпку канцелярской кнопки, мы легко загоняем острый конец в ту же самую доску. Чтобы не проваливаться в глубокий снег, человек надевает лыжи. И хотя вес человека при этом не меняется, на лыжах он не продавливает поверхность снега.

Эти и множество других примеров показывают, что результат действия силы зависит не только от её численного значения, но и площади поверхности, одна и та же сила оказывает разное давление.

Давлением называют отношение силы, действующей на поверхность тела перпендикулярно этой поверхности, к площади этой поверхности:

Давление принято обозначать буквой р. Поэтому можно записать формулу, используя буквенные обозначения (вспомним, что сила обозначается буквой F, а площадь – S):

Давление показывает, какая сила действует на единицу площади поверхности тела. Единица давления – Паскаль (Па). Давление в один Паскаль оказывает сила в один Ньютон на площадь в один квадратный метр: 1 Па = 1 Н/1м².

Силу, которая создаёт давление на какую-либо поверхность, называют силой давления.

Если умножить давление на величину площади поверхности, то можно вычислить силу давления:

сила давления = давление ∙ площадь, или то же самое в буквенных обозначениях:

Чтобы уменьшить давление, достаточно увеличить площадь, на которую действует сила. Например, увеличивая площадь нижней части фундамента, тем самым уменьшают давление дома на грунт. У тракторов большая опорная площадь гусениц, поэтому, несмотря на значительный вес, их давление на грунт не так велико. Например, если лед на реке или озере ненадежен, опытные люди передвигаются по нему не на ногах, а ползком. Почему они так делают? Мы считаем, что когда человек ложится, вес его, конечно, не изменяется, но площадь опоры увеличивается и на каждый квадратный ее сантиметр приходится меньшая нагрузка, т.е. давление человека на опору уменьшается, поэтому по тонкому льду безопаснее передвигаться ползком,— при этом уменьшается давление на лед. Применяют также широкую доску, на которую ложатся при передвижении по тонкому льду. Какой же груз способен выдержать лед, оставаясь целым? Величина груза, конечно, зависит от толщины льда. Мы выяснили, что лед толщиной 4 см выдерживает вес идущего человека. Так как мы живем на берегу реки, то интересует вопрос, какая толщина льда нужна для устройства на реке или озере катка. Для этого достаточна толщина льда в 10—12 см.

В случаях, когда необходимо увеличить давление, уменьшают площадь поверхности (при этом сила давления остаётся той же). Так, для увеличения давления затачивают колющие и режущие инструменты – ножницы, ножи, иглы, кусачки, тяпки. (см.№4, стр. 67) .

Мы решили опытным путем выяснить, как зависит давление от площади опоры и силы давления? Выяснение такой зависимости мы проводили практически на себе и своих близких. Зная свой вес, измерив площадь подошвы обуви, мы рассчитали давление, стоя на одной ноге, на обеих ногах, на одной лыже и двух лыжах. На основании наблюдений и расчетах нами были сделаны определенные выводы.

Зависимость давления человека массой 40 килограммов на горизонтальную поверхность от площади опоры:

источник

Обоснование выбора темы исследования, цели, задачи работы, актуальность исследования, практическая значимость, методы исследования

Обоснование выбора темы, актуальность исследования: темой моей исследовательской работы является «Давление в окружающем нас мире». Оно окружает нас повсюду: на поверхности земли, в воде, в воздухе. В дальнейшем я хочу стать врачом. Поэтому очень важно знать, как влияет давление на самочувствие человека. Как течёт кровь по кровеносной системе, как работают лёгкие. Для врача — космонавта необходимо знать, как ведёт себя человеческий организм в космосе в состоянии невесомости. Для врача – подводника необходимо знать, как ведёт себя организм на больших глубинах, как функционируют внутренние органы. Чтобы дать ответы на эти вопросы, нужно исследовать давление на поверхности земли. Понять от чего оно зависит, изучить какую роль имеет давление в животном и растительном мире. Часто многие гениальные изобретения подсматриваются в природе в животном мире. Поэтому, изучение давления очень важно.

Практическая значимость исследования: материалы моего исследования можно использовать на уроках физики, биологии, на классных часах, на внеклассных мероприятиях, при подготовке к ЕГЭ.

Цель исследования: изучить давление в газах, жидкостях и твёрдых телах; провести эксперименты, демонстрирующие от каких величин зависит давление, установить математическую зависимость; рассмотреть какую роль играет давление в окружающем мире.

Задачи исследования:

Изучить зависимость давления от различных величин.

Изучить методику проведения эксперимента.

Провести собственный эксперимент по изучению давления и установлению математических зависимостей.

Узнать практическое применение.

Сделать выводы по теме исследования.

Оформить исследовательскую работу.

Создать мультимедийное приложение к исследовательской работе.

Мои предположения (гипотеза исследования): я предполагаю, что давление в твёрдых телах зависит от площади поверхности, от приложенной силы; в жидкостях (газах) давление зависит от высоты столба жидкости (газа) и от плотности вещества.

Изучение и анализ литературы, материалов Интернета.

Отбор и обобщение и материалов по теме исследования.

Обработка полученных результатов.

Анализ полученных результатов.

Исследование областей применения.

2. Что такое давление. История развития представления о давлении

О существовании давления люди догадывались еще во времена Аристотеля и Демокрита. Вклад в развитие атмосферного давления внесли Древние атомисты Демокрит, Эпикур и Лукреций. Они не сомневались в материальной природе воздуха, атомы которого, по их мнению, обладают подвижностью и круглой формой.

Первыми, кто практически измерил давление воздушного океана, были итальянские ученые. Галилей считал, что предельная высота водяного столба 18 локтей является мерой «боязни пустоты» (т. е. сила атмосферного давления). Она уравновешивается либо весом водяного столба в 10 метров, либо весом медного столба высотой в 1, 12 метра, составляя, по оценке Галилея, около 1 кг на см 2 . Таким образом, практики с достаточной точностью оценили силу атмосферного давления. Необходимо было сделать дальнейший шаг в развитии представления о давлении. Его сделал Торричелли.

Ему пришла в голову мысль измерить вес атмосферы весом ртутного столба. В 1643 году по его указанию эксперимент был произведен. Опыт оправдал все ожидания, ртуть остановилась на заданной высоте, над нею образовалась «торричеллиева пустота».

Таким образом, трубка Торричелли стала первым барометром. Именно с этого опыта началось научное наблюдение за погодой, важнейшими характеристиками которой являлись давление и температура.

Итак, что же такое «давление»?

Давление — это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. За единицу давления принимается такое давление, ко­торое производит сила в 1Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 , перпендикулярно этой поверхности.

3. Виды давления.

Воздух давит на поверхность Земли — и мы говорим об атмосферном давлении. Опускаясь в морские глубины, мы испытываем давление воды. В земных недрах тоже есть давление. Действуя со всех сторон, давление позволяет расплавленному земному ядру сохранять форму. На глубине 300 километров под его воздействием атомы углерода теснее прижимаются друг к другу, спрессовываются — и образуются алмазы.

И за пределами Земли существует давление. Газ внутри Солнца сильно сжат. Такое давление преобразуется в колоссальную тепловую энергию.

Давление воздушных масс человек не ощущает, хоть и живет на дне «воздушного моря». Ведь воздух, как и вода, давит не только сверху, а со всех сторон.

Всякое вещество можно взвесить. Оказывается, что масса 1 м 3 воздуха на уровне моря примерно 1 кг 300 г. Воздух давит на предметы, с которыми соприкасается. Я провела ряд экспериментов, которые доказывают существование атмосферного давления.

Весь материал – смотрите документ.

1.Введение. Обоснование выбора темы исследования, цели, задачи работы, актуальность исследования, практическая значимость, методы исследования……………………………….3

2.Что такое давление? История развития представления о давлении………………………….4

3.1.1. Атмосферное давление в жизни человека………………………………………………. 6

3.1.2. Влияние атмосферного давления на самочувствие человека…………………………….8

3.1.3. Роль давления в животном мире…………………………………………………………. 9

3.1.4. Роль давления в растительном мире……………………………………………………….11

3.2.1. Давление в жидкости в жизни человека…………………………………………………. 13

3.2.2. Роль давления в животном мире…………………………………………………………. 13

3.3.1. Способы уменьшения и увеличения давления в окружающем нас мире………………..18

3.3.3. Связь давления с разными геометрическими формами. ………………………………….20

3.3.4. Практическое применение изменения давления человеком……………………………. 23

3.3.5. Изменение давления в животном мире……………………………………………………23

Обоснование выбора темы исследования, цели, задачи работы, актуальность исследования, практическая значимость, методы исследования

Обоснование выбора темы, актуальность исследования: темой моей исследовательской работы является «Давление в окружающем нас мире». Оно окружает нас повсюду: на поверхности земли, в воде, в воздухе. В дальнейшем я хочу стать врачом. Поэтому очень важно знать, как влияет давление на самочувствие человека. Как течёт кровь по кровеносной системе, как работают лёгкие. Для врача-космонавта необходимо знать, как ведёт себя человеческий организм в космосе в состоянии невесомости. Для врача – подводника необходимо знать, как ведёт себя организм на больших глубинах, как функционируют внутренние органы. Чтобы дать ответы на эти вопросы, нужно исследовать давление на поверхности земли. Понять от чего оно зависит, изучить какую роль имеет давление в животном и растительном мире. Часто многие гениальные изобретения подсматриваются в природе в животном мире. Поэтому, изучение давления очень важно.

Практическая значимость исследования: материалы моего исследования можно использовать на уроках физики, биологии, на классных часах, на внеклассных мероприятиях, при подготовке к ЕГЭ.

Цель исследования: изучить давление в газах, жидкостях и твёрдых телах; провести эксперименты, демонстрирующие от каких величин зависит давление, установить математическую зависимость; рассмотреть какую роль играет давление в окружающем мире.

Изучить зависимость давления от различных величин.

Изучить методику проведения эксперимента.

Провести собственный эксперимент по изучению давления и установлению математических зависимостей.

Узнать практическое применение.

Сделать выводы по теме исследования.

Оформить исследовательскую работу.

Создать мультимедийное приложение к исследовательской работе.

Мои предположения (гипотеза исследования): я предполагаю, что давление в твёрдых телах зависит от площади поверхности, от приложенной силы; в жидкостях (газах) давление зависит от высоты столба жидкости (газа) и от плотности вещества.

Изучение и анализ литературы, материалов Интернета.

Отбор и обобщение и материалов по теме исследования.

Обработка полученных результатов.

Анализ полученных результатов.

Исследование областей применения.

2. Что такое давление. История развития представления о давлении

О существовании давления люди догадывались еще во времена Аристотеля и Демокрита. Вклад в развитие атмосферного давления внесли Древние атомисты Демокрит, Эпикур и Лукреций. Они не сомневались в материальной природе воздуха, атомы которого, по их мнению, обладают подвижностью и круглой формой.

Первыми, кто практически измерил давление воздушного океана, были итальянские ученые. Галилей считал, что предельная высота водяного столба 18 локтей является мерой «боязни пустоты» (т. е. сила атмосферного давления). Она уравновешивается либо весом водяного столба в 10 метров, либо весом медного столба высотой в 1,12 метра, составляя, по оценке Галилея, около 1 кг на см 2 . Таким образом, практики с достаточной точностью оценили силу атмосферного давления. Необходимо было сделать дальнейший шаг в развитии представления о давлении. Его сделал Торричелли.

Ему пришла в голову мысль измерить вес атмосферы весом ртутного столба. В 1643 году по его указанию эксперимент был произведен. Опыт оправдал все ожидания, ртуть остановилась на заданной высоте, над нею образовалась «торричеллиева пустота».

Таким образом, трубка Торричелли стала первым барометром. Именно с этого опыта началось научное наблюдение за погодой, важнейшими характеристиками которой являлись давление и температура.

Итак, что же такое «давление»?

Давление — это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. За единицу давления принимается такое давление, ко­торое производит сила в 1Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 , перпендикулярно этой поверхности.

Воздух давит на поверхность Земли — и мы говорим об атмосферном давлении. Опускаясь в морские глубины, мы испытываем давление воды. В земных недрах тоже есть давление. Действуя со всех сторон, давление позволяет расплавленному земному ядру сохранять форму. На глубине 300 километров под его воздействием атомы углерода теснее прижимаются друг к другу, спрессовываются — и образуются алмазы.

И за пределами Земли существует давление. Газ внутри Солнца сильно сжат. Такое давление преобразуется в колоссальную тепловую энергию.

Давление воздушных масс человек не ощущает, хоть и живет на дне «воздушного моря». Ведь воздух, как и вода, давит не только сверху, а со всех сторон.

Всякое вещество можно взвесить. Оказывается, что масса 1 м 3 воздуха на уровне моря примерно 1 кг 300 г. Воздух давит на предметы, с которыми соприкасается. Я провела ряд экспериментов, которые доказывают существование атмосферного давления.

Первое доказательство существования атмосферного давления

Цель работы: доказать с помощью эксперимента существование атмосферного давления.

Я взяла широкогорлую бутылку из-под сока и сваренное вкрутую, очищенное яйцо. Яйцо в бутылку не проходило.

После того, как с помощью горящей бумаги я нагрела воздух в бутылке, яйцо втянулось в неё.

Это произошло потому, что внутри бутылки воздух начал остывать, давление внутри бутылки стало меньше, чем снаружи и под действием атмосферного давления яйцо вошло в бутылку.

Вывод: атмосферное давление существует, и оно вдавило яйцо в бутылку.

Второе доказательство существования атмосферного давления

Цель работы: доказать с помощью эксперимента существование атмосферного давления, взяв монету не замочив рук.

Я положила на плоскую тарелку монету и налила немного воды. Монета очутилась под водой.

Потом взяла стакан, ополоснула его кипятком и опрокинула на тарелку рядом с монетой.

Вода собралась под стаканом, потому что воздух в стакане начал остывать. Холодный воздух занимает меньше места, чем горячий, внутреннее давление уменьшилось. Стакан начнет всасывать воду, и вскоре вся она соберется под ним. Таким образом, вода устремляется из области высокого давления в область низкого давления. Монета останется лежать на тарелке без воды и её можно взять, не замочив рук.

Вывод: вода собирается под стаканом благодаря разности внешнего атмосферного и внутреннего давления под стаканом.

3.1.1. Атмосферное давление в жизни человека

После школы я хочу поступить в медицинский институт и мне интересно, как связано давление с жизнью человека, на что оно влияет.

Оказывается, что кости в суставах плотно «подогнаны» друг к другу благодаря атмосферному давлению. Высоко в горах, где давление воздуха ниже, связь между костями слабее. Конечности плохо слушаются, часто случаются вывихи.

Мы, наверное, никогда не задумывались над тем, как мы пьём. А стоит задуматься! При питье мы «втягиваем» жидкость в себя. Почему же жидкость устремляется к нам в рот? При питье мы расширяем грудную клетку и тем разряжаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает к нам в рот.

На существовании атмосферного давления основан механизм вдоха и выдоха. Легкие расположены в грудной клетке и отделены от нее и от диафрагмы герметичной полос­тью, называемой плевральной. С увеличением объема грудной клетки объем плевральной полости увеличивается, а давле­ние воздуха в ней уменьшается, и наоборот. При вдохе давление становится меньше атмосферного, и воздух через воздухоносные пути устремля­ется в легкие. При выдохе объем грудной клетки уменьшается, за счет чего давление в плевральной полости увели­чивается, что вызывает уменьшение объема легких. Давление воздуха в них становится выше атмосферного, и воздух из лёгких устремляется в окружающую среду.

Пока люди не знали о существовании давления, многие загадки казались неразрешимыми. Почему так тяжело вытащить поршень из насоса с закрытым отверстием? Сейчас мы знаем: мешает давление воздуха. Простой насос — это цилиндр с поршнем. Когда отверстие насоса открыто, поршень испытывает одинаковое давление изнутри и снаружи. Стоит закрыть отверстие, и баланс нарушается. На поршень действует только давление извне. Наших сил не хватает, чтобы его преодолеть. Шприц – это простой насос. Рассмотрим принцип действия шприцов.

Использование медицинских шприцов

Цель работы: выяснить принцип действия медицинских шприцов.

Я взяла шприц, опустила его в подкрашенную воду. При поднятии поршня вода поднялась за ним.

Происходит это потому, сто при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Вывод: я рассмотрела принцип действия медицинских шприцов и выяснила, что лекарство поднимается за поршнем благодаря атмосферному давлению.

3.1.2. Влияние атмосферного давления на самочувствие человека

Внешнее атмосферное давление компенсируется внутренним давлением человека.

Артериальное давление — один из важнейших параметров, характеризующих работу кровеносной системы. Давление крови определяется объёмом крови, перекачиваемым в единицу времени сердцем и сопротивлением сосудистого русла. Наибольшее давление крови будет на выходе крови из сердца (в левом желудочке), несколько меньшее давление будет в артериях, ещё более низкое в капиллярах, а самое низкое в венах и на входе сердца (в правом предсердии).

Артериальное давление зависит от многих факторов: времени суток, психологического состояния человека (при стрессе давление повышается), приёма различных стимулирующих веществ (кофе, чай, амфетамины) или медикаментов, которые повышают или понижают давление.

Наиболее легко в измерении артериальное давление. Его можно измерить с помощью прибора тонометра. В течение месяца я проводила измерения атмосферного давления и давления человека. Моими объектами исследования были я и бабушка.

Читайте также:  Варенье из крыжовника чем полезно

Зависимость атмосферного давления и артериального давления человека

Цель работы: определить зависимость артериального давления человека от атмосферного давления.

Для построения диаграммы я взяла данные для атмосферного давления и вычла из каждого значения 600 мм рт. ст. Это позволило мне выстроить диаграмму зависимости атмосферного давления и давления человека.

Вывод: давление человека зависит от атмосферного давления. Чаще всего получается, что с уменьшением атмосферного давления уменьшается и давление человека.

На организм человека влияет как пониженное, так и повышенное атмосферное давление.

При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений. С понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода. В результате этого кровь недостаточно насыщается кислородом и не обеспечивает в полном объеме доставку его органам и тканям, что приводит к кислородному голоданию.

3.1.3. Роль давления в животном мире

Давление есть повсюду. Некоторые живые организмы извлекают из его существования пользу. У летучих мышей есть внутренний измеритель давления. Биологи полагают, что он находится в слуховом аппарате мышей. Животные покидают свои жилища, когда атмосферное давление падает. Ведь чем ниже давление, тем активнее ведут себя насекомые — добыча летучих мышей.

Благодаря атмосферному давлению мухи могут ползать по потолку. На их лапках есть присоски. Между присоской и поверхностью потолка образуется вакуум. Давление воздуха воздействует на присоску только снаружи, и муха не падает.

Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давле­ние удерживает присоску на стекле.

Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие «карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов увеличивается, давле­ние в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает при­соску.

Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.

3.1.4. Роль давления в растительном мире

Под большим давлением древесные соки добираются до макушек гигантских секвой. И чем выше ствол дерева, тем выше должно быть давление. Биологи выяснили, что давление, которое обеспечивает деревья питанием, в то же время мешает им расти «до бесконечности». Когда давление становится слишком высоким, в стволе дерева образуются «тромбы». Они преграждают сокам путь наверх, и верхушка дерева не получает достаточно питания. Рост прекращается.

Давление в жидкости зависит от плотности жидкости и от глубины погружения.

В жидкостях и газах действует закон Паскаля, который говорит, что давление, производимое на жидкость или газ передаётся без изменения в любую точку жидкости или газа.

Доказательство закона Паскаля

Цель работы: доказать с помощью эксперимента, что давление предаётся в любую точку жидкости или газа без изменения.

В пластиковой бутылке я сделала несколько отверстий. Отверстия заклеила скотчем. Бутылку заполнила водой. Открыла отверстия. Из бутылки с завинченной крышкой вода не вытекала, т. к. внутреннее давление компенсируется внешним атмосферным давлением.

После того, как я открутила крышку, вода стала равномерно выливаться изо всех отверстий. На жидкости, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести. Поэтому каждый слой жидкости своим весом создаёт давление на другие слои, которое по закону Паскаля передаётся по всем направлениям. Следовательно, внутри жидкости существует давление.

Вывод: давление в жидкости и газе передаётся в любую точку одинаково.

Я провела серию опытов и определила зависимость давления от высоты столба жидкости.

Мощное давление выбрасывает вверх струи фонтанов. Самый большой фонтан находится в Женеве. Когда-то на его месте была водозаборная станция, подававшая воду в ремесленные мастерские. Вечерами потребление воды уменьшалось. Ее избыток струей изливался в Женевское озеро. В 1891 году водопровод старой водозаборной станции превратили в декоративный фонтан.

Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости

Цель работы: определить зависимость давления от высоты столба жидкости?

С помощью сообщающихся сосудов я сделала модель фонтана.

Экспериментально определила, что при увеличении высоты столба жидкости увеличивается давление, которое ей создаётся и тем самым фонтан становится выше.

Вывод: давление жидкости зависит от высоты столба жидкости (чем больше высота, тем больше давление жидкости p=gρh).

3.2.1. Давление в жидкости в жизни человека

Человек, оказавшийся под водой, естественно, тоже испытывает ее давление. При погружении в воду без акваланга легкие сильно сжимаются. На глубине 162 метров — это мировой рекорд погружения без акваланга — легкие уменьшаются до размеров яблока. Казалось бы, у ныряльщика должны сломаться все кости. Но скелет справляется с этой нагрузкой, так как давление воды воздействует на него равномерно со всех сторон.

Кроме того, меняется при изменении давления и скорость многих химических реакций, вследствие чего меняется и химическое равновесие организма. При увеличении давления происходит усиленное поглощение газов жидкостями тела, а при его уменьшении — выделение раство­ренных газов. При быстром уменьшении давления вследствие интенсивного выделения газов кровь как бы закипает, что при­водит к закупорке сосудов, нередко со смертельным исходом. Этим определяется максимальная глубина, на которой могут производиться водолазные работы (как правило, не ниже 50 м).

3.2.2. Роль давления в животном мире

Меня заинтересовал вопрос, как могут жить рыбы глубоко под водой?

Почему некоторые рыбы могут существовать на большой глубине — до 5 тысяч метров, а иногда и глубже? Ведь там на каждый квадратный сантиметр их тела приходится вес, равный весу вагона пассажирского поезда! Дело в том, что ткани и кости глубоководных рыб пропитаны водой. Поэтому рыбы испытывают одинаковое давление изнутри и снаружи. Но если глубоководную рыбу вытащить на поверхность, баланс внешнего и внутреннего давления нарушится. Рыба раздуется, и погибнет. Некоторые бактерии, живущие в воде, способны выдержать давление в 16 тысяч раз большее, чем нормальное атмосферное. Но как им это удается, ученые пока объяснить не могут.

Рыбу-каплю обитающую на глубине от 600 до 1200 м вблизи австралийского побережья и Тасмании, по праву считают одной из самых непривлекательных океанических рыб. Удивительной особенностью рыбы-капли, является отсутствие плавательного пузыря и мускулатуры, которые бы просто не выдержали глубинного давления, в 80 раз превышающего нормальное давление атмосферы.

Именно поэтому рыбка, длина которой, не более 30 см, больше напоминает невыразительную студенистую массу, чем владычицу глубин. Дополняет необычно-печальный образ лишенная чешуи серо-бежевая склизкая кожа и крупная складка на передней части головы, смахивающая на человеческий нос.

Жизнь в Марианской впадине

Марианская впадина — самое глубокое место на земле. Туда не попадает солнечный свет. Там огромное давление, которое оказывает столб воды высотой 11000 м. Неужели там возможна жизнь? Оказывается да.

Несколько лет назад на дне Марианской впадины обнаружили гигантских 10-ти сантиметровых амеб, называемых ксенофиофоры.

Эти одноклеточные организмы, вероятно, стали такими большими из-за среды, в которой они обитают на глубине 10,6 км. Холодная температура, высокое давление и отсутствие солнечного света, скорее всего, способствовали тому, что эти амебы приобрели огромные размеры.

Кроме того, ксенофиофоры обладают невероятными способностями. Они устойчивы к воздействию множества элементов и химических веществ, включая уран, ртуть и свинец, которые убили бы других животных и людей.

Сильное давление воды в Марианской впадине не дает шанса на выживание ни одному животному с раковиной или костями. Однако в 2012 году в желобе возле серпентиновых гидротермальных источников были обнаружены моллюски. Серпентин содержит водород и метан, который позволяет формироваться живым организмам.

Каким образом моллюски сохранили свою раковину при таком давлении, остается неизвестным.

Кроме того, гидротермальные источники выделяют другой газ – сероводород, который смертелен для моллюсков. Однако они научились связывать сернистое соединение в безопасный белок, что позволило популяции этих моллюсков выжить.

3.3. Давление в твердых телах

Мне приходилось наблюдать, как пчела легко прокалывает кожу своим жалом. Когда я шью кожаную одежду, то приходится надевать напёрсток и прикладывать огромные усилия, чтобы проколоть кожу. Лоси могут свободно передвигаться по болоту, там, где человек не сможет пройти. Чем острее нож, тем легче им нарезать продукты.

Эти и множество других примеров показывают, что результат действия силы зависит не только от её численного значения, но и площади поверхности, одна и та же сила оказывает разное давление.

Давлением называют отношение силы, действующей на поверхность тела перпендикулярно этой поверхности, к площади этой поверхности

Давление показывает, какая сила действует на единицу площади поверхности тела. Единица давления – Паскаль (Па). Давление в один Паскаль оказывает сила в один Ньютон на площадь в один квадратный метр: 1 Па = 1 Н/1м².

Таким образом, пчела действует на кожу с силой лишь 0,000 01Н. Подсчитав давление жала пчелы на кожу – 33 000 000 000 Н/м 2 , вы получите пример того, как даже при малых силах давление может быть большим. (S жала = 0,000 000 000 000 000 3 м 2 )

Силу, которая создаёт давление на какую-либо поверхность, называют силой давления.

Если умножить давление на величину площади поверхности, то можно вычислить силу давления:

Я провела эксперименты по определению зависимости давления от силы, действующей перпендикулярно поверхности и от площади поверхностей.

Определение зависимости давления от силы, действующей перпендикулярно поверхности, и площади поверхности

Цель работы: определить зависимость давления от силы, действующей перпендикулярно поверхности, и площади поверхности.

Таблица зависимости давления от площади поверхности.

Глубина погружения в снег, h(м)

S = a b – правильных поверхностей

График зависимости давления от площади поверхности.

Вывод: с увеличением площади поверхности давление уменьшается; при увеличении силы давление увеличивается.

Таблица зависимости давления от силы, действующей перпендикулярно поверхности.

Массы тел, действующих перпендикулярно поверхности, m(кг)

Глубина погружения в снег, h(м)

Fт = (38+43) кг 9,8 Н/кг = 793,8 Н

График зависимости давления от силы, действующей перпендикулярно поверхности.

Вывод: с увеличением площади поверхности давление уменьшается; при увеличении силы давление увеличивается.

3.3.1. Способы уменьшения давления в окружающем нас мире

Выстроив зависимость давления от площади опоры и силы я пошла дальше. Меня заинтересовал вопрос: «Как йоги могут свободно лежать, сидеть и ходить по гвоздям?» Зная численные зависимости я решила рассчитать сколько нужно гвоздей на единицу поверхности, чтобы можно было стоять на них, не причинив себе вреда. На ступнях находится множество нервных окончаний. Воздействуя на них таким способом мы улучшаем своё состояние.

Цель работы: рассчитать сколько нужно гвоздей на единицу поверхности, чтобы можно было стоять на них, не причинив себе вреда.

Диаметр острия гвоздя я замерила с помощью штангенциркуля.

Рассчитаем площадь острия одного гвоздя.

S =3,14(0,5 10 -3 м) 2 /4=0,19 10 -6 м 2

Найдём площадь поверхности всех гвоздей: Sвсех гв.= S1 N; Sвсех гв.=0,19 10 -6 м 2 164= 32,18 10 -6 м 2

Найдём площадь двух подошв.

Площадь одной ноги составила 508 клеток, (1 см 2 = 4 кл.); S1= 508:4=127 см 2 .

Sподошв=0,025 м 2 ; Sдоски= a b =0,34м 0,36м = 0,12 м 2

Найдём во сколько раз площадь доски больше площади подошв.

Значит число гвоздей, приходящихся на площадь подошв в 4,82 раза меньше, чем на площадь доски. Найдём число гвоздей приходящихся на подошву.

Найдём площадь гвоздей, которые оказывают давление на подошву. Число гвоздей приходящихся на подошву умножим на площадь одного гвоздя.

Sгв подошв=34 0,19 10 -6 м 2 = 6,67 10 -6 м 2

Рассчитаем давление, которое оказывают гвозди на подошву:

Для сравнения, я рассчитала, какое давление оказывает один гвоздь для данной силы

Далее я рассчитала, во сколько раз изменяется давление при увеличении числа гвоздей.

Вывод: С увеличением числа гвоздей увеличивается площадь контактируемой поверхности и давление уменьшается. Зная законы физики легко стать даже йогом.

3.3.3. Связь давления с разными геометрическими формами

Вот уже много лет строители изучают конструкции, встречающиеся в живой природе. Поражает сочетание прочности и лёгкости, характерное для этих конструкций.

На фото изображено травянистое растение, называемое манжеткой обыкновенной. Его листья имеют складчатую форму, они напоминают старинные кружевные манжеты. Подобную форму мы встречаем так же и у листьев бука. Эта форма придаёт листьям дополнительную жёсткость и прочность.

Я провела эксперимент и рассмотрела сколько листов простой бумаги А4 могут удержать человека.

Определение связи давления с разными геометрическими формами

Цель работы: какое давление способны выдержать различные геометрические формы

Проделаем следующий простой опыт, демонстрирующий повышенную сопротивляемость нагрузкам складчатых конструкций. Я взяла листы формата А4, закрутила их в трубочки и скрепила каждую, чтобы они не разворачивались.

13 бумажных трубочек могут выдержать силу давления 372,4 Н.

67 трубочек могут выдержать силу давления 793,8 Н

Если листы не сворачивать в трубочки, то они просто сомнутся.

Вывод: при сворачивании листа в трубочку увеличивается его прочность.

Ещё одно из наиболее прочных и хрупких сооружений природы это яйцо.

С точки зрения физики скорлупа куриного яйца – удивительный объект. Яйцо прекрасно выдерживает тяжесть тела курицы-наседки и в то же время легко разрушается, когда клювик слабенького птенчика ударяет по скорлупе изнутри.

Основная причина прочности скорлупы — её геометрическая форма, при которой усилие, приложенное снаружи в какой-либо точке, передаётся на всю поверхность. Рассмотрим рис.

Пусть на верхний камень А действует сила F, направленная вертикально вниз. Под действием данной силы камень А не сдвинется вниз, а лишь сильнее прижмётся к соседним камням В и С. В свою очередь эти камни передадут давление на другие камни. Зато относительно легко разрушить арку силой, действующей не сверху, а снизу.

В своём эксперименте я проверила на прочность лампочки.

Определение связи давления с разными геометрическими формами

Цель работы: какое давление способны выдержать различные геометрические формы

Вместо яиц я взяла 4 лампы накаливания шарообразной формы. Лампы для устойчивости поместила в банки из-под майонеза.

Сверху положила доску и встала на неё.

При увеличении силы тяжести в два раза лампочки не раздавились.

Я измерила площадь соприкасающихся поверхностей и рассчитала давление, которое испытывала каждая лампочка.

Таблица зависимости давления от силы, действующей перпендикулярно поверхности

Массы тел, действующих перпендикулярно поверхности, m(кг)

Для определения площади контактируемой поверхности я с помощью краски получила отпечатки взаимодействующих поверхностей лампочек на бумаге. Посчитала количество испачканных краской клеток, вычислила площадь.(4 кл = 1 см 2 )

Вывод: при увеличении давления геометрическая конструкция не разрушается, что доказывает её прочность.

3.3.4. Практическое применение изменения давления человеком

Давление необходимо учитывать и в машиностроении, и в архитектуре, и на транспорте. Существуют машины, деформирующие почву. Они наносят непоправимый вред экологии. Например, при освоении Крайнего Севера гусеничными тракторами были уничтожены огромные площади ягеля — основного корма оленей, что отрицательно сказалось на их популяции. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшить давление, т.е. либо уменьшить силу давления, либо увеличить площадь. Уменьшить силу сложно: для этого нужно уменьшать массу, применяя более лёгкие материалы. Но эти вещества либо непрочные, либо очень дорогие. Поэтому чаще всего используют именно увеличение площади. Сделать это можно разными способами: применение гусениц на тракторах, увеличение диаметра шин, использование парных колёс. Большое значение имеет и то, как накачены шины, ведь от этого тоже зависит площадь соприкосновения. Гусеницы значительно снижают давление, повышая проходимость механизма, но при этом сильно повреждают верхние слои почвы.

Очень важен учёт давления и в архитектуре, строительстве. Фундамент здания используется для снижения давления. С древних времён при строительстве использовали полые колонны. Имея достаточную прочность, они гораздо легче сплошных, и, следовательно, и создаваемое давление тоже меньше.

3.3.5. Изменение давления в животном мире

Рассмотрим, как животные не зная законов физики, не применяя никаких расчётов увеличивают и уменьшают давление.

Ящерица василиск – редчайшее существо, которое передвигается, соблюдая равновесие между водой и воздухом.

По краям пальцев задней конечности этого животного находятся перепонки, которыми оно шлепает по воде. Эти перепонки складываются на суше. Если же животное оказывается в опасности, то начинает с большой скоростью бежать по поверхности проточной воды или прудика. В этот момент перепонки ног натягиваются, что обеспечивает дополнительную площадь для быстрого передвижения по поверхности воды.

Лось — самый древний и крупный представитель из семейства оленей. Поражает способность этих больших зверей жить в болотах, нередко в настоящих трясинах, где не пройдет ни лошадь, ни человек.

Ходить по болотам им помогает особое устройство копыт. Их широкие копыта при погружении в тину раздвигаются, образуя развилку. На каждый квадратный сантиметр поверхности широкого копыта лося приходится всего около 400 г веса животного, что и дает лосю возможность передвигаться по заболоченным участкам тайги.

Глубокий и рыхлый снежный покров затрудняет передвижение животных. Однако многие звери и к этому приспособились. У зайца-беляка, рыси и росомахи широкие лапы. Кроме того, зимой на лапах у них вырастают длинные жесткие волосы, и они ходят по снегу не проваливаясь.

Тот, кто ничего не знает про слонов, может подумать, что это шумные и неуклюжие животные. На самом деле слон ступает легко, мягко, очень проворно и тихо. Длина окружности стопы слона достигает 1,5 метра. Широкие ступни действуют, словно гигантские амортизаторы, принимая на себя огромный вес животного. Когда слон опирается на ногу, подошва расширяется, увеличивая опорную поверхность. А когда тяжесть переносится на другую ногу, подошва принимает первоначальную форму. Кожа на подошвах толстая, покрытая трещинами и рубцами. Благодаря этому ступни не скользят на покатой земле. Давление производимое слоном 77 кПа

В ходе выполненной работы я изучила понятие «Давления» с физической точки зрения. Рассмотрела его применение в различных жизненных ситуациях, в природе и технике. Узнала значимость этого понятия для животного мира, рассмотрела случаи практического применения давления в жизни человека и в живой природе. Рассчитала, применяя математические навыки, и изучила закономерности проявления давления.

В результате исследований были получены следующие выводы:

С изменением атмосферного давления меняется внутреннее давление человека.

В жидкостях и газах давление во все стороны передаётся одинаково.

Давление зависит от высоты столба жидкости.

В твёрдых телах давление можно уменьшить, увеличив площадь опоры.

Увеличить давление можно, уменьшив площадь опоры и увеличив силу.

Давление зависит от геометрических форм предметов.

По результатам исследований был изготовлен плакат и распространен в школе.

источник

Источники:
  • http://electricalschool.info/spravochnik/poleznoe/1853-v-chem-izmerjaetsja-davlenie-v-fizike.html
  • http://fizmat.by/kursy/molekuljarnaja/davlenie
  • http://physics03.narod.ru/Interes/Doclad/davl.htm
  • http://zen.yandex.ru/media/id/598190739044b584b313eb6b/5ab0f5c155bd23067e4ff45e
  • http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2013/05/29/nauchno-issledovatelskaya-rabota-rol-davleniya-v
  • http://videouroki.net/razrabotki/issledovatelskaya-rabota-po-fizike-davlenie-v-okruzhayushchem-nas-mire.html