Презентация по физике Исследование зависимости давления твердых тел от силы давления и от площади поверхности, на которую действует сила давления

Исследование зависимости давления твердых тел от силы давления и от площади поверхности, на которую действует сила давления   Выполнили: Барбу Алина, Сорокина Полина 2015 год

Цель: исследовать зависимость давления от силы давления и площади поверхности, на которую действует сила давления Использовали: обувь с разной площадью подошвы, бумага в клетку, фотоаппарат.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Что такое давление? Давление - это физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Единица давления – Паскаль (Па). Используя также другие единицы давления: гектопаскаль (гПа) и килопаскаль (кПа) 1 кПа = 1000 Па 1 Па = 0,001 кПа 1 гПа = Па 1 Па = 0,01 гПа

Для этого я с помощью карандаша обвела края подметки и каблука, посчитала число полных (В) и неполных клеток (С) и определила площадь одной клетки (Sк),   S1 = (В + С/2) · Sк.   Методика вычисления площади тел неправильной формы такова: - подсчитываем количество квадратов целых, - подсчитываем количество квадратов известной площади не целых и делим пополам, -суммируем площади целых и нецелых квадратов 758 х1/4см2= 129, 5 см2 - S опоры 129,5см2 = 0,01295 м2

Вес ранца с учебным комплектом не должен превышать 1-2 классы 1,5 кг 3-4 классы 2,5 кг 5-6 классы 3 кг 7-8 классы 3,5 кг 9-11 классы 3,5-4 кг Организация опыта №1 Цель: определить зависимость давления твердого тела от силы давления при неизменной площади опоры. Для того чтобы выполнить задачу исследования мы измерим массу исследуемого ученика, а затем измерим массу ученика с рюкзаком в 1,3,5 кг на электронных весах, не меняя его площадь опоры.

1. P =Fg/S=400H/0,0295 м2=13559,3 н/м2 2. P =Fg/S=410H/0,0295 м2=13898,3 н/м2 3. P =Fg/S=430H/0,0295 м2=14576,3 н/м2 4. P =Fg/S=450H/0,0295 м2=15254,2 н/м2

График зависимости давления твердого тела от силы давления Вывод: давление твердого тела на опору с увеличением силы давления увеличивается.

Определение зависимости давления твердого тела от площади опоры. Площадь одной ступни в обуви S =129,5 см2= 0,01295 м2, Организация опыта №2 Цель: определить зависимость давления твердого тела от площади опоры. Вычислим площадь, не меняя массы: - одной ступни ученика в обуви, - площадь опоры на 2-х ногах, - площадь ученика лежа (допущение – масса распределена равномерно). Давление на одной ноге: Р=400Н:0,01295 м2=27118,6Па

Площадь двух ступней в обуви S = 259 см2= 0,0259м2. Давление на двух ногах: Р=400Н:0,0295 м2=13559,3Па Определение зависимости давления твердого тела от площади опоры.

Площадь ученика лежа. Разделив для удобства и быстроты вычисления площадь опоры лежачего ученика на 5 частей Суммарная площадь лежащего ученика: S = 3435 см2 =0,3435 м2 Давление лежа: Р=400Н: 0,3435 м2=1164Па Определение зависимости давления твердого тела от площади опоры.

График зависимости давления твердого тела от площади опоры Вывод: с увеличением площади опоры твердого тела при неизменной силе давления давление тела на опору уменьшается.

Выводы: Чем больше масса ученика, тем больше сила давления, тем больше давление, производимое телом на опору (пол). Между силой давления и давлением тела существует прямая зависимость. Чем больше площадь опоры тела при неизменной массе (силе давления), тем меньше давление, оказываемое телом на опору. Между давлением и площадью опоры тела существует обратная зависимость.

Расчет давления создаваемого на стопу в зависимости от площади подошвы обуви, а значит и от высоты каблука

Решение:   - давление, оказываемое на твердую опору одной стопой, – давление, оказываемое на твердую опору двумя стопами. ≈ 56 000 Па ≈ 56 кПа = 28000Па = 28 кПа Ответ: ≈ 56 кПа и = 28 кПа. Дано: Широкий каблук – 2 см  m = 70 кг S1 = 0,0123м2 g = 9,8 Н/кг р1 –? р2 -?

Решение:   - давление, оказываемое на твердую опору одной стопой, – давление, оказываемое на твердую опору двумя стопами. ≈ 70000 Па ≈ 70 кПа = 35000 Па = 35 кПа Дано: Толстый каблук – 10 см  m = 70 кг S1 = 0,0099м2 g = 9,8 Н/кг р1 –?р2 -?

Дано: Шпилька – 10 см m = 70 кг S1 = 0,0073 м2 g = 9,8 Н/кг Решение: - давление, оказываемое на твердую опору одной стопой, – давление, оказываемое на твердую опору двумя стопами. ≈ 94000 Па ≈ 94 кПа = 47000Па = 47 кПа Ответ: ≈ 94 кПа и = 47 кПа. Для сравнения: давление, которое оказывает гусеничный ДТ-75М массой 6610кг имеющий опорную площадь обеих гусениц 1,4 м2 на почву равно р1 –?р2 -?

По расчетам ученых при ходьбе это давление еще увеличивается более чем в два раза!!! ≈108888 Па ≈ 109 кПа ≈ 56 000 Па ≈ 56 кПа - давление, оказываемое на твердую опору одной стопой,

В результате моего исследования я увидела, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору. А также что давление, оказываемое на стопу в обуви на высокой шпильке высотой 10 см, почти в два раза превышает давление, оказываемое на стопу в обуви на маленьком каблуке высотой 2 см и сравнимо с давлением, которое оказывает гусеничный трактор на почву.   Испытуемый Шпилька (высота 10 см) Толстый каблук (высота 10 см) Широкий каблук (высота 2 см) Женщина Масса - 70 кг, размер ноги - 39,5 94 кПа 47 кПа 70 кПа 35 кПа 56 кПа 28 кПа

Зависимость давления от площади опоры Зависимость давления от высоты каблука

Слон давит на 1 квадратный сантиметр поверхности в 25 раз с меньшим весом, чем женщина на 13 сантиметровом каблуке. Давление создаваемое на опору

Давление создаваемое на стопу в зависимости от площади подошвы обуви, а значит и от высоты каблука Вид обуви Высота каблука, см Давление создаваемое на стопу ноги, кПа Зимние сапоги 2 22,2 Ботинки 4 39,7 Ботинки 5 42 Туфли 6 49 Туфли 7 83,3 Туфли 8,5 91 Туфли 10 143

Потом я представила что будет, если женщина массой 70 кг случайно наступит кому-нибудь на ногу своим каблучком или своей шпилькой. Площадь на которую при этом опирается женщина, будет равна для каблучка Sк = 4 см2 = 0,0004 м2 и для шпильки Sш = 1 см2 = 0,0001 м2. В результате измерений я пришла к выводу, что давление, оказываемое одной шпилькой приблизительно равно давлению, которое оказывают 137 гусеничных тракторов, а давление каблука оказалось в 4 раза меньше давления шпильки на горизонтальную поверхность. Так что берегите свои ноги от чужих каблуков.

Каблуки – главнейшая причина возникновения плоскостопия у женщин При ношении каблуков происходит повышение и смещение ближе к оси тела центра тяжести, что приводит к усилению нагрузки на передний отдел стопы и подворачивание стопы внутрь. Поэтому чем меньше каблук, тем лучше. При развитии плоскостопия снижается важнейшая функция стоп - смягчение ударных нагрузок при быстрой ходьбе, беге, прыжках. Впоследствии появляются трудности с долгим стоянием в одной позе, а также нарушается плавность походки. Отказываться полностью от каблуков тоже нельзя, даже при диагнозе плоскостопии. Если у вашей обуви отсутствует высота, многие любят носить балетки, кеды, мокасины — у вас также повышаются шансы к развитию плоскостопия и можно так же попасть к ортопеду. Получается противоречие, какое-то, не так ли? Высокую обувь носить нельзя, кеды, балетки тоже. Можно и нужно носить обувь на каблуке, а идеальным вариантом в исчислении каблука станет формула, с помощью которой вычисляется его высота: Надо измерить длину стопы в сантиметрах и разделить её на семь.

Простой и надежный способ, которым можно выявить плоскостопие, следующий. Обильно смажьте жирным кремом поверхность стопы . Встаньте на белый лист бумаги. Лучше смазать сразу обе стопы, чтобы можно было стоять прямо, ни на что не опираясь. Только в этом случае вы получите объективный результат. Образовавшиеся отпечатки внимательно изучите.

Спасибо за внимание!