Fizika 7 - 3.1 O tlaku općenito

Na početku...

Možete li hodati po duboku snijegu? Zbog čega je djelovanje istom silom različito kad na snijegu stojite u čizmama i kada se niz njega spuštate na tanjuru za sanjkanje?

Koračanjem po duboku snijegu propada se duboko u snijeg. Sjedenjem na tanjuru za sanjkanje ostaje se pri površini snijega.

Pokus

U jednu plitku plastičnu posudu usipajte sloj brašna i poravnajte ga ravnalom. Na površinu ravnog sloja brašna položite staklenu šalicu za čaj tako da dno postavite na sloj brašna, a zatim ponovite istraživanje tako da otvor šalice za čaj okrenete u brašno. Usporedite dubine otisaka šalice za čaj koje je ona ostavila u sloju brašna.

U drugu plitku plastičnu posudu usipajte jednak sloj brašna, kao i u prvom dijelu istraživanja, te ga poravnajte ravnalom. Na sloj brašna na jednoj strani posude postavite staklenu šalicu za čaj. Promatrajte otisak šalice u sloju brašna. Ponovite istraživanje tako da istu šalicu za čaj postavite na drugi kraj plastične posude, ali sad tako da ju dodatno opteretite nekim tijelom (npr. $1 kg$ brašna i/ili $2 kg$ brašna). Promatrajte dubinu otiska koju šalica za čaj ostavlja u brašnu.

Zanimljivost

Tijelo manje utone u podlogu ako ima veću dodirnu površinu.

Teže tijelo jednakog oblika dublje utone u podlogu.

Zbog toga djeca ostavljaju plići otisak u snijegu dok se valjaju po njemu ili voze na tanjuru za sanjkanje nego hodajući po njemu.

Djelovanje silom na neko tijelo ovisi o sili i o površini podloge na koju ta sila okomito djeluje. Tu silu nazivamo pritisna sila, a oznaka je $F_{p} .$

Tlak je djelovanje okomite pritisne sile $F_{p}$ na površinu plohe $A .$ Oznaka za tlak je $p .$

$p = \frac{F_{p}}{A}$

Mjerna jedinica za tlak je paskal (znak $Pa) .$

Tlak od $1 Pa$ proizvede sila od $1 N$ djelujući okomito na površinu $1 m^{2} .$

Zanimljivost

Mjerna jedinica za tlak nazvana je prema francuskom filozofu, matematičaru i fizičaru Blaiseu Pascalu (Clermont-Ferrand, 19. lipnja 1623. – Pariz, 19. kolovoza 1662.). Pascal je 1647. godine počeo mjerenja tlaka u atmosferi i otkrio da se s visinom tlak snižava. Utvrdio je da tlak zraka ovisi o temperaturi i vlazi, te je time postavio svojevrsne temelje meteorologije.

Budući da je mjerna jedinica za tlak, paskal, izrazito mala, primjenjuju se veće mjerne jedinice kilopaskali i hektopaskali.

$1 hPa = 100 Pa$

$1 kPa = 1 000 Pa$

U svakodnevnom se životu tlak može iskazati mjernom jedinicom bar i manjom mjernom jedinicom milibar.

$1 bar = 100 000 Pa$
$1 mbar = 1 hPa$

Na razini mora vrijednost srednjeg tlaka naziva se atmosfera (oznaka $atm$ ).

$1 atm = 101 325 Pa$

Mjerni uređaj za mjerenje tlaka plina ili tlaka tekućina nazivamo manometar.

Krvni tlak mjerimo uređajem koji nazivamo tlakomjer.

Povezani sadržaji

U zdrava čovjeka u mirovanju donji je tlak viši od $9 kPa,$ a gornji je tlak niži od $16 kPa .$ Kada se srčane klijetke stegnu i krv iz srca krene u arterije, tada se tlak krvi u arterijama naziva gornji tlak ili sistolički tlak. Sekundu nakon toga tlak se snizi. Neposredno prije sljedećega stezanja klijetki tlak se snizi na najmanju vrijednost i taj se tlak naziva donji tlak ili dijastolički tlak. Hipertenzija ili povišeni krvni tlak sve češće pogađa mlade.

Primjer 1.

Vreća brašna mase $5 kg$ nalazi se na polici čija ploha ima površinu $800 {cm}^{2} .$ Kolikim tlakom vreća brašna pritišće policu na kojoj se nalazi?

$m = 5 kg$

$A = 800 {cm}^{2} = 0,08 m^{2}$

$p = ?$

$F_{p} = G$

$\begin{array}{l} G = m \cdot g = 5 kg \cdot 10 \frac{N}{kg} = 50 N \end{array}$

$p = \frac{50 N}{0,08 m^{2}}$

$p = \frac{F_{p}}{A}$

$p = 625 Pa$

Zašto s oštrim predmetima režemo, siječemo ili bušimo?

Povezani sadržaji

Alati za sječu ili za bušenje izrađuju se na načelu povezanosti tlaka i površine na koju djeluje pritisna sila. Alati imaju tanku oštricu da bismo, djelujući silom na maloj površini, proizveli veliki tlak.

Slično su oblikovani i ljudski zubi jer na njihovim malim dodirnim površinama pritisna sila stvara veliki tlak.

Projekt

Istražite kolikim tlakom učenici djeluju na podlogu ako na njoj stoje na jednoj nozi u tenisici, a kolikim tlakom djeluju ako na njoj stoje s objema nogama u tenisicama.

Odredite tko u razredu na podlogu djeluje najvećim, a tko najmanjim tlakom.

Istražite kolikim tlakom djelujete na podlogu kada sjedite na sjedalici.

Površine potplata tenisice odredite koristeći se metodom opisanom u jedinici 1.3. Posredno mjerenje ploštine.

Primjer 2.

Masa čovjeka iznosi $70 kg,$ a tanjura za sanjkanje $650 g .$ Koliki je tlak čovjeka na snijeg s tanjurom za sanjkanje ako je površina dodirne plohe tanjura za sanjkanje sa snijegom $0,34 m^{2} ?$

$m_{č} = 70 kg$

$m_{t} = 650 g = 0,65 kg$

$A = 0,34 m^{2}$

$\begin{array}{l} F_{č} = G = m \cdot g = 70 kg \cdot 10 \frac{N}{kg} = 700 N \end{array}$

$\begin{array}{l} F_{č} = G = m \cdot g = 0,65 kg \cdot 10 \frac{N}{kg} = 6,5 N \end{array}$

Podijelimo li zbroj težine čovjeka i tanjura za sanjkanje s iznosom ploštine dodirne plohe tanjura za sanjkanje, dobijemo tlak čovjeka (sanjkaša) s tanjurom kojim djeluje na snijeg.

$p = \frac{F_{č} + F_{t}}{A}$

$p = \frac{700 N+ 6,5 N}{0,34 m^{2}}$

$p = \frac{706,5 N}{0,34 m^{2}}$

$p = 2 077,94 Pa$

Tlak čovjeka na snijeg iznosi $2 077,94 Pa$ .