Давление
Это понятие впервые встречается на программе «Инженерия и системный подход к решению задач» — примерно 11-12 лет (5-6 класс).
Показывает, как сильно жмут на каждый кусочек поверхности: одна и та же сила остриём давит больно, а широкой ладонью — еле заметно.
Снег: в ботинках проваливаешься, а на широких лыжах — нет, хотя вес один и тот же.
Сжать карандаш между ладонями — остриё к одной, тупой конец к другой; сказать, какой ладони давит сильнее и почему, хотя сила сжатия одна.
Сила, делённая на площадь опоры: P = F/S. Единица — паскаль, 1 Па = 1 Н на квадратный метр. При той же силе меньше площадь — больше давление: поэтому нож точат, а фундамент делают широким. Жидкости и газы передают давление во все стороны и давят на все стенки сосуда.
Посчитать давление своего тела на пол: вес в ньютонах разделить на площадь подошв (обвести обувь на клетчатой бумаге); пересчитать для стойки на одной ноге.
P = F/S; 1 Па = 1 Н/м². Атмосферное давление ≈ 100 кПа: на каждый квадратный сантиметр воздух давит с силой около 10 Н. В жидкости давление растёт с глубиной: P = ρ·g·h — каждые 10 м воды добавляют примерно одну атмосферу. Манометры обычно показывают избыточное давление относительно атмосферного: у «пустого» колеса манометр покажет ноль.
Рассчитать силу, с которой атмосфера давит на экран смартфона площадью 100 см² (≈1000 Н — вес центнера), и объяснить, почему экран цел.
Частое заблуждение
«Чем больше сила, тем больше давление». Нет: давление зависит ещё от площади: кнопка входит в доску не потому, что давят сильно, а потому что остриё крошечное.