Тиск твердих тіл в природі

Тиск твердого тіла - це в першу чергуперший ворог будівельників. Через те, що існує тиск твердих тіл, неможливо здійснити деякі проекти в принципі. Цікаво, що стародавні, навпаки користувалися цією властивістю, створюючи величні споруди. Піраміди і безліч інших пам'яток архітектури - все це результати копіткої роботи при створенні величних шедеврів. Розглянемо, що таке тиск щодо твердих тіл.

Знайдена ще в ті часи формула тиску твердих тіл говорить:

Р = F / S,

тобто сила, що діє на поверхню і є тиск предмета.

Варто відзначити, що фактично, сила тискутіла завжди позитивна і діє в обох напрямках. Тут діє Перший закон Ньютона - сила дії дорівнює силі протидії. Застосовується до життя - тиск, який чинить вага будівлі, буде однаковим для його нижніх шарів і фундаменту. Тому проектувальники-будівельники завжди розраховують, чи витримає фундамент такий будинок. Звичайно, в цей розрахунок входять і інші фактори (сила вітру - від даху, грунтові води, сейсмічна активність та ін.).

Чому необхідно людині розосередити свійвага по більшій поверхні? І тут згадайте голку або ніж. І те й інше має гостру частина, для кращої проникаючої здатності. Тепер згадайте лижі та гусеничні трактори. Лижникам провалюються в сніг, а трактори мають хорошу прохідність по болотах, так як у них велика площа контакту - для меншої погружаемості. Це і відображає основна формула, що показує тиск твердих тіл - при однаковій силі, але різної площі, тиск буде різним. Воно буде обернено пропорційним площі. Тобто чим більше площа, тим більше тиск. І навпаки.

Тепер повернемося до будівельників. Чому ж у них тиск - великий головний біль? Вся справа в тій самій площі. Адже чим міцніше матеріал, тим він важче. Згадайте важкі бетонні плити-перекриття. Звичайно, в наш час існують безліч міцних і легких матеріалів. Але і тут не все просто. Будь-який будівельний проект оцінюється рентабельністю. А якщо ціна на такі супер-матеріали висока, то і кошторис на будівництво буде великий. В результаті, або замовник не потягне з фінансів, або проект буде окупатися дуже довго. Але ж ми вже говорили вище, що стародавні використовували тиск твердих тіл в свою користь.

В ті часи будівельні матеріали були доситьобмежені в асортименті і в кількості. Адже добувної промисловості не було, а камінь висікали вручну. Сполучних елементів типу бетон або розчин теж не було. Доводилося використовувати замість кріплення тиск твердих тіл. Справа в тому, що чим більший тиск, тим більше потрібна міцність від матеріалів. Але з іншого боку, це і велика сила тертя. А вона, як відомо, може мати великі значення. У підсумку отримуємо, що кріплення був і не потрібен, все трималося на силі тяжіння і силі тертя.

Тепер уявіть, який тиск чинитьсклад поїзда на рейки - 300000 кПа !!! При тиску спеціалізованого гусеничного трактора - 20 кПа. Досить цікавий момент, здавалося б, важкий болотний трактор, створює відносно низький тиск на грунт. Це дозволяє йому пересуватися по непрохідним і болотистих місцевостях за рахунок широких гусениць. Якщо говорити про згадане вище тертя, то воно буває різних типів і визначається за формулою:

F = μ × N, [Н]

де F - сила тертя [Н],

μ - коефіцієнт тертя,

N - нормальна реакція [Н].

Сила тиску як видно, має як позитивний,так і негативний момент. Природа пристосувалася до цього явища. Люди від геніальних простих конструкцій перейшли до винаходу нових матеріалів і технологій. Таке явище в природі є і з ним потрібно рахуватися.