לַחַץ

לַחַץ

מהו לחץ?

בפיזיקה, לחץ מוגדר ככוח על שטח נתון. בהינתן אותו כוח, ככל שאזור המגע קטן יותר, כך מופעל לחץ רב יותר. הנוסחה המשמשת לתיאור ולחישוב הלחץ היא:

לחץ = כוח ÷ שטח
אוֹ
P = F / A
כיצד מודדים לחץ?

יחידת המידה הסטנדרטית של הלחץ היא פסקל המכונה בקיצור 'אבא'. זהו גם הניוטון למ'ר כפי שמוצג על ידי הנוסחה לעיל. יחידות אחרות המשמשות ללחץ כוללות פאונד לאינץ 'מרובע (psi), הבר והאווירה הסטנדרטית (כספומט).

בעיות לדוגמא:

אם גוש שוקל 60 N והוא מונח על צד עם שטח 2 מ 'על 3 מ', מה הלחץ המופעל על פני השטח?

לחץ = כוח ÷ שטח
P = 60 N ÷ (2 מ 'x 3 מ')
P = 60 N ÷ (6 מטר^שתיים)
P = 10 פסקל

אם אותו בלוק של 60 N מונח כעת על קצהו שהוא 2m x 0.5m, מה הלחץ?

לחץ = כוח ÷ שטח
P = 60 N ÷ (2 מ 'x 0.5 מ')
P = 60 N ÷ (1 מטר^שתיים)
P = 60 פסקל

לחץ אוויר או אטמוספירה

סוג לחץ חשוב אחד הוא הלחץ המופעל על עצמים מהאוויר או מה- אטמוספירת כדור הארץ . זהו למעשה מדידת משקל הגז מעל עצם על שטח פנים נתון. ככל שהגובה גבוה יותר, הלחץ האטמוספרי המופעל נמוך יותר מכיוון שיש פחות אוויר הלוחץ על האובייקט.

לחץ נוזלי

חשוב גם להבין את הלחץ מתחת למים או בנוזל. הלחץ מתחת למים עולה ככל שאתה עמוק. המשוואה לחישוב לחץ תחת נוזל היא:

לחץ = D * g * h
כאשר D הוא צפיפות הנוזל, g הוא כוח המשיכה הסטנדרטי (9.8 m / s^שתיים), ו- h הוא עומק האובייקט בנוזל.

לחץ ומצב העניין

ללחץ יש גם השפעה על מצב החומר או שלב זה. לעתים קרובות אנו חושבים על מצבי החומר המשתנים ממוצק לנוזל או נוזלי לגז על סמך הטמפרטורה, אך ללחץ יש גם השפעה על המצב. ברוב המקרים, ככל שהלחץ גבוה יותר, כך הטמפרטורה הדרושה לשינוי המצב גבוהה יותר.

אחת הדוגמאות לכך היא ה- נקודת רתיחה של מים. בגבהים גבוהים יותר בהם לחץ האוויר נמוך יותר, המים ירתחו בטמפרטורה נמוכה יותר.

עובדות מעניינות על לחץ

• פסקל נקרא על שם הפיזיקאי והמתמטיקאי הצרפתי בלייז פסקל.
• פסקל אחד הוא כמות קטנה למדי של לחץ. נדרשים 101,325 פסקל לאווירה אחת.
• פריטים מסוימים, כמו קצה המסמר או קצה הסכין, מעוצבים עם שטח פנים קטן מאוד על מנת למקסם את הלחץ המופעל על ידי כוח.
• צוללות צריכות להיות מתוכננות במיוחד כדי לעמוד בלחצים גבוהים כשהן עמוק מתחת למים.
• לחץ אוויר נמדד לעיתים קרובות באמצעות מכשיר הנקרא ברומטר. מרבית הברומטרים מודדים כיום את לחץ האוויר במיליבר.
• שינויי לחץ האוויר חשובים לחזאי מזג האוויר מכיוון שהם יכולים להצביע על שינויים במזג האוויר.