Výpočet tlakové síly ze známého tlaku a obsahu plochy

Život jako leporelo, registrační číslo CZ.1.07/1.4.00/21.3763

Autor: Pavel BrožaDatum: 1. 2. 2014Cílový ročník: 7.

Výpočet tlakové síly – vzor 1(tlak i obsah plochy v základních jednotkách)

7. ročník

Osobní automobil působí jedním kolem na silnici tlakem 40 000 Pa. Jak velká je tlaková síla působící přes jedno kolo na silnici, když víš, že obsah stykové plochy jedné pneumatiky a silnice je 0,02 m2?

1. Přečti si dobře zadání a vypiš co znáš a co máš spočítat. Můžeš si to nejdříve i podtrhnout v zadání příkladu, pak vypsat.Všechny údaje zapisuj vždy pomocí značek fyzikálních veličin a nezapomeň na jednotky.

p = 4 000 PaS = 0,2 m2

F = ? Pa

Tlak musíš dosazovat v pascalech Pa a obsah plochy v metrech čtverečných m2, tedy v základních jednotkách. Protože máš obě fyzikální veličiny zadané v základních jednotkách, nemusíš nic převádět.

2. Napiš vzorec pro výpočet tlakové síly:𝐹=𝑝 ∙𝑆

3. Dosaď do vzorce čísla za tlakovou sílu a obsah plochy a vypočítej výsledek. Nezapomeň u výsledku napsat i správnou jednotku!

Počítání procvičuj bez kalkulačky. V písemkách Ti ji málokdy dovolím.

4. Napiš odpověď celou větou včetně podmětu a přísudku.Auto působí na jedním kolem na silnici tlakovou silou 800 N.

Protože jsi dosazoval(a) tlak v pascalech Pa a obsah plochy v m2, vyjde Ti tlaková síla vždy v newtonech N!

úplný a správný zápis 1 bod

správný vzorec 1 bod

správné dosazení do vzorce1 bod správný výsledek 1 bod

rozumná odpověď 1 bod (bez postupu neuznávám)

Příklady k procvičení dle vzoru 1

7. ročník

1. Jak velkou tlakovou silou působí slon na podlahu korby nákladního automobilu, kterým je převážen do ZOO. Slon vyvolává tlak 100 000 Pa. Obsah všech chodidel slona je 0,12 m2?

F = 12 000 N

2. Jak velkou tlakovou silou působí noha brankáře při výkopu na míč, jestliže noha působí tlakem  500 000 Pa a styková plocha nohy a míče je 0,001 m2?

F = 500 N

3. Jak velkou tlakovou silou působíš na hlavičku hřebíku při zatloukání, jestliže na hlavičku působí při úderu tlak 500 000 Pa a obsah stykové plochy kladiva a hlavičky hřebíku je 0,00001 m2

F = 5 N(Síla 5 N vyvolá na hlavičku hřebíku větší tlak něž slon na podlahu. To je díky velmi malému obsahu stykové plochy! Skoro až neuvěřitelné)

4. Jaká maximální tlaková síla může působit na 1 dm2 mostu, jestliže tato plocha (1  dm2 = 0,01 m2) vydrží tlak 200 000 Pa?

F = 2 000 N

Rozšiřující příklady 1s převody jednotek

7. ročník

Někdy nejsou tlaková síla a obsah plochy zadány v základních jednotkách. Před dosazením do vzorce je musíš nejdříve převést na základní jednotky. 1. Nákladní automobil působí na silnici tlakem 700 kPa. Jak velká je tlaková síla, která tento tlak

vyvolává, když víš, že obsah stykové plochy pneumatik se silnicí je 8 dm2? Výslednou sílu uveď v kilonewtonech.

(Nápověda: tlak převeď na pascaly a obsah plochy na m2; výslednou sílu v N převeď na kN)

F = 56 kN

2. Jak velkou tlakovou sílou v kN působí slůně na podlahu korby nákladního automobilu, jestliže tato síla vyvolává tlak 65 kPa. Obsah všech chodidel slona je 400 cm2?

F = 2,6 kN

3. Jakou velkou silou zatloukáš hřebík s obsahem hlavičky 0,1 cm2, jestliže na hlavičku působíš při úderu tlakem 600 000 Pa?

F = 6 N

4. Jak velkou tlakovou silou působí kůň i s jezdcem na prkno dřevěného mostu jedním kopytem, jestliže tlak jediného kopyta je 0,2 MPa. Obsah kopyta je 0,6  dm2. Výsledek převeď na kN i MN.

F = 1 200 N = ? kN = ? MN

Převod jednotek tlaku a talkové síly

Rozšiřující příklady 2

7. ročník

Někdy nestačí spočítat jen tlakovou sílu, ale je potřeba znát hmotnost tělesa, které působí tlakovou silou. Jako příklad poslouží příklady ze vzoru 1:1. Nákladní automobil působí na silnici tlakem 750 000 Pa. Jakou má auto hmotnost v

kilogramech a tunách, když víš, že obsah stykové plochy pneumatik se silnicí je 0,08 m2?(Nápověda: postupuj podle návodu ve vzoru 1. Protože auto působí na silnici kolmo, je tlaková síla zároveň gravitační silou. Hmotnost tedy spočítáš ze známé gravitační síly. Když si nepamatuješ výpočet mrkni na návod výpočtu hmotnosti ze známe gravitační síly. Převeď hmotnost nákladního automobilu i na tuny.)

F = 60 000 N; m = 6 t

2. Jakou hmotnost v tunách má slůně, které působí na podlahu korby nákladního automobilu tlakem 65 000 Pa. Obsah všech chodidel slona je 0,05 m2?

F = 3 250 N; m = 0,325t

3. Jakou hmotnost má kladivo, kterým zatloukáš hřebík s obsahem hlavičky 0,00001 m2, jestliže na hlavičku působíš při úderu tlakem 450 000 Pa?

F = 4,5 N; m = 0,45 kg

4. Jakou maximální hmotnost udrží každý 1 dm2 mostu, jestliže tato plocha (1  dm2 = 0,01 m2) vydrží tlak 220 000 Pa?

F = 2 200 N; m = 220 kg

Převodová řada obvyklých jednotek tlaku p a tlakové síly F

7. ročník

MPa×1 000

×1 000 000

÷1 000 000

kPa Pa×1 000

÷1 000÷1 000

zpět

MN×1 000

×1 000 000

÷1 000 000

kN N×1 000

÷1 000÷1 000

Konec