Paine

Paine

Mikä on paine?

Fysiikassa paine määritellään voimaksi tietyllä alueella. Kun otetaan huomioon sama voima, sitä pienempi kosketusala on, sitä enemmän painetta käytetään. Paineen kuvaamiseen ja laskemiseen käytetty kaava on:

Paine = Force ÷-alue
tai
P = F / A
Kuinka paine mitataan?

Normaali paineen mittayksikkö on pascal, joka on lyhennetty nimellä Pa. Se on myös newtonia neliömetriä kohti, kuten yllä oleva kaava osoittaa. Muita yksikköjä, joita käytetään paineeseen, ovat puntaa neliötuumaa kohti (psi), baari ja normaali ilmakehä (atm).

Esimerkki ongelmista:

Jos lohko painaa 60 N ja makaa puolella, jonka pinta-ala on 2 m x 3 m, mikä on pintaan kohdistuva paine?

Paine = Force ÷-alue
P = 60 N ÷ (2m x 3m)
P = 60 N ÷ (6 m^kaksi)
P = 10 paskalia

Jos sama 60 N lohko makaa nyt päässä, joka on 2 m x 0,5 m, mikä on paine?

Paine = Force ÷-alue
P = 60 N ÷ (2m x 0,5m)
P = 60 N ÷ (1m^kaksi)
P = 60 paskalia

Ilman tai ilmanpaine

Yksi tärkeä painetyyppi on paine, joka kohdistuu esineisiin ilmasta tai Maan ilmakehä . Tämä on itse asiassa kaasun painon mittaus kohteen yläpuolella tietyllä pinta-alalla. Mitä korkeampi korkeus, sitä pienempi ilmakehän paine on, koska esineeseen painuu vähemmän ilmaa.

Nestepaine

On myös tärkeää selvittää paine veden alla tai nesteessä. Paine veden alla kasvaa kuinka syvällä olet. Yhtälö paineen laskemiseksi nesteen alla on:

Paine = D * g * h
missä D on nesteen tiheys, g on vakiopaino (9,8 m / s^kaksi), ja h on kohteen syvyys nesteessä.

Paine ja aineen tila

Paine vaikuttaa myös aineen tilaan tai vaiheeseen. Ajattelemme usein aineen tilojen muuttumista kiinteästä nestemäiseksi tai nestemäiseksi kaasuksi lämpötilan perusteella, mutta paine vaikuttaa myös tilaan. Useimmissa tapauksissa, mitä korkeampi paine, sitä korkeampi lämpötila tarvitaan tilan muuttamiseen.

Yksi esimerkki tästä on kiehumispiste vedestä. Suuremmissa korkeuksissa, joissa ilmanpaine on alhaisempi, vesi kiehuu alhaisemmassa lämpötilassa.

Mielenkiintoisia faktoja paineesta

• Pascal nimettiin ranskalaisen fyysikon ja matemaatikon Blaise Pascalin mukaan.
• Yksi pascal on melko pieni paine. Se vie 101 325 paskaa yhtä ilmakehää vastaavaksi.
• Jotkut esineet, kuten naulan kärki tai veitsen reuna, on suunniteltu hyvin pienellä pinta-alalla voiman aiheuttaman paineen maksimoimiseksi.
• Sukellusveneet on suunniteltava erityisesti kestämään korkeita paineita, kun ne ovat syvällä veden alla.
• Ilmanpaine mitataan usein barometriksi kutsutulla laitteella. Suurin osa ilmanpainemittareista mittaa nykyään ilmanpainetta millibaareina.
• Ilmanpaineen muutokset ovat tärkeitä sääennustajille, koska ne voivat osoittaa säämuutoksia.