Физика 7 класс: давление и плотность

Пойми, почему давление зависит не только от силы

Если в задачах путаются сила, площадь и давление, решение быстро превращается в набор непонятных действий. Разберём тему с нуля: ты научишься объяснять, почему каблук проваливается в землю, а широкие лыжи не проваливаются в снег.

Давление показывает, насколько сильно тело действует на поверхность. Оно зависит от двух величин: силы давления и площади опоры. Одинаковый человек создаёт разное давление, когда стоит на одной ноге, на двух ногах или лежит.

Обозначают давление буквой p. Основная формула такая:

\( p = \dfrac{F}{S} \)
p — давление
F — сила давления, Н
S — площадь опоры, м²

Единица давления — паскаль, сокращённо Па. 1 Па — это давление, которое создаёт сила 1 Н на площади 1 м².

Научись пользоваться формулой давления

Перед решением задачи выпиши, что известно, и приведи величины к единицам СИ. Силу записывают в ньютонах, площадь — в квадратных метрах. Если площадь дана в квадратных сантиметрах, её нужно перевести: 1 см² = 0,0001 м².

Дальше выбери формулу. Если нужно найти давление, используй p = F / S. Для силы формулу преобразуют: F = p · S. Для площади: S = F / p. Знак умножения можно записывать точкой или просто рядом с числом и буквой.

Рассмотрим короткий пример:

Сила давления 200 Н, площадь опоры 0,5 м².
\( p = \dfrac{F}{S} \)
\( p = 200 \text{Н} / 0,5 \text{м}^2 = 400 \text{Па} \)

Если площадь увеличить в два раза, давление уменьшится в два раза при той же силе. Поэтому у тракторов широкие колёса, а у строительных машин бывают специальные гусеницы.

Потренироваться на похожих примерах можно в бесплатном личном кабинете «Просто Урок», где удобно сразу проверить вычисления.

Разберись с плотностью без путаницы

Плотность — это физическая величина, которая показывает, какая масса приходится на единицу объёма вещества. Обозначают плотность греческой буквой ρ. У разных веществ плотность различается: железо плотнее дерева, а вода плотнее масла.

Главная формула:

\( \rho = \dfrac{m}{V} \)
ρ — плотность
m — масса, кг
V — объём, м³

Из неё получаются ещё две формулы:

\( m = \rho \cdot V \)
\( V = \dfrac{m}{\rho} \)

Единица плотности в СИ — кг/м³. В таблицах часто встречается г/см³. Полезно знать: 1 г/см³ = 1000 кг/м³. Плотность воды примерно равна 1000 кг/м³, или 1 г/см³.

Величина	Обозначение	Единица СИ
Масса	m	кг
Объём	V	м³
Плотность	ρ	кг/м³

Например, если масса тела 6 кг, а объём 0,002 м³, его плотность равна 3000 кг/м³.

Реши типовую задачу по шагам

Задача: деревянный брусок массой 3 кг имеет длину 0,5 м, ширину 0,2 м и высоту 0,1 м. Найдите плотность дерева и давление бруска на стол. Считайте, что g = 10 Н/кг.

Сначала найдём объём прямоугольного бруска. Затем определим силу давления. Для тела, спокойно лежащего на горизонтальном столе, сила давления по модулю равна его весу: F = mg.

Дано:
\( m = 3 \text{кг} \)
a = 0,5 м, b = 0,2 м, h = 0,1 м
\( g = 10 \text{Н}/\text{кг} \)
Найти: ρ, p

Решение:
\( V = abh = 0,5 \cdot 0,2 \cdot 0,1 = 0,01 \text{м}^3 \)
\( \rho = \dfrac{m}{V} = 3 \text{кг} / 0,01 \text{м}^3 = 300 \text{кг}/\text{м}^3 \)
\( S = ab = 0,5 \cdot 0,2 = 0,1 \text{м}^2 \)
\( F = mg = 3 \cdot 10 = 30 \text{Н} \)
\( p = \dfrac{F}{S} = \dfrac{30}{0,1} = 300 \text{Па} \)

Ответ: ρ = 300 кг/м³, p = 300 Па.

Заметь: для плотности понадобился весь объём бруска, а для давления — только площадь нижней грани. Это одна из самых важных идей задачи.

Избегай ошибок в единицах и рассуждениях

Первая частая ошибка — забыть перевести сантиметры в метры. Например, 20 см = 0,2 м, а 20 см² = 0,002 м². Квадратная единица переводится иначе, чем обычная длина.

Вторая ошибка — перепутать массу и силу. В формуле давления нужна сила F, а не масса m. Если тело лежит на столе и дополнительных воздействий нет, сначала находят силу тяжести F = mg.

Третья ошибка — взять не ту площадь. Для давления нужна площадь соприкосновения с поверхностью, а не площадь всех граней тела.

Четвёртая ошибка — неверно понимать обратную зависимость. В формуле p = F / S увеличение площади уменьшает давление, если сила остаётся прежней. Полезно перед ответом проверить смысл: результат должен быть правдоподобным.

Если сомневаешься в вычислениях, реши один короткий тренировочный пример в бесплатной практике «Просто Урок» и сравни ход решения, а не только конечное число.

Что запомнить и что сделать дальше

Давление — это отношение силы давления к площади опоры: p = F / S. При увеличении силы давление растёт, а при увеличении площади уменьшается. Плотность — отношение массы к объёму: ρ = m / V. Массу находят как m = ρV, объём — как V = m / ρ.

В задачах действуй по порядку: выпиши данные, переведи единицы в СИ, выбери формулу, подставь числа и проверь ответ. Для давления определи площадь соприкосновения, а для плотности используй объём всего тела.

К концу темы нужно уметь объяснять давление в бытовых примерах, рассчитывать давление, силу и площадь, находить плотность, массу и объём, переводить кг/м³, г/см³, Н и м², а также отличать массу от силы тяжести.

Следующий шаг простой: зарегистрируйся в личном кабинете «Просто Урок» и бесплатно реши 5 заданий по теме. Так ты увидишь, какие действия уже выполняешь уверенно, а что стоит повторить.