Теория
Давление твёрдых тел, жидкостей и газов
Одна и та же сила может быть безобидной или разрушительной — всё зависит от того, на какую площадь она приходится. Лыжник не проваливается в снег, а пешеход той же массы — проваливается: сила давления у них одинаковая (равна весу), но у лыж площадь опоры во много раз больше, поэтому давление меньше. Эта идея — сердце темы.
Главное
- Давление твёрдого тела: p = F/S, где F — сила давления в ньютонах (Н), S — площадь опоры в квадратных метрах (м²), p — давление в паскалях (Па). 1 Па = 1 Н/м².
- Сила давления покоящегося тела на горизонтальную опору равна его весу: F = m·g, где m — масса (кг), g = 10 м/с². Важно: сила давления НЕ зависит от площади — от площади зависит только давление.
- Давление столба жидкости: p = ρ·g·h, где ρ — плотность жидкости (кг/м³), h — высота столба жидкости НАД точкой (м). Плотность воды 1000 кг/м³, бензина 710 кг/м³.
- Из формулы p = ρ·g·h следуют два вывода, которые проверяют в опытах: давление внутри жидкости растёт с глубиной и на одной глубине оно больше в более плотной жидкости (насыщенный раствор соли давит на мембрану манометра сильнее воды).
- Сообщающиеся сосуды: в покоящихся сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне. Так работает водонапорная башня: бак наверху и трубы в домах — одна система, и напор в кране создаёт столб воды от уровня бака до крана.
Как решать
Разберём классику: кирпич с широкой грани поставили на узкую. Как изменятся сила давления и давление?
- Выпиши, какая величина о чём: сила давления F = m·g зависит только от массы; давление p = F/S зависит ещё и от площади.
- Проверь, что изменилось в условии. Масса кирпича прежняя → F не изменилась.
- Площадь опоры уменьшилась → по p = F/S давление увеличилось. По кодам из условия (3 — не изменится, 1 — увеличится) ответ: 31.
В качественных вопросах (шайба под гайкой, лыжи, нож) действуй так же: назови формулу (p = F/S или p = ρ·g·h), скажи, какая величина в ней меняется, и сделай вывод. В развёрнутом ответе нужны обе части: сам ответ и обоснование через формулу — ответ без формулы полных баллов не даст.
Ловушки ОГЭ
- «Сила давления уменьшилась» — любимый неверный дистрактор. При увеличении площади опоры меньше становится давление, а сила давления по-прежнему равна весу.
- В p = ρ·g·h буква h — это высота столба жидкости над точкой, а не высота самой точки. Кран первого этажа ниже → столб от уровня бака длиннее → давление и напор больше.
- Давление жидкости не зависит от площади мембраны манометра или формы сосуда — только от ρ и h. В опытных заданиях не выбирай утверждения, которых опыт не проверял.
- Площадь в p = F/S — в м². Если дана в см², переводи: 1 см² = 0,0001 м².
Где пригодится
- Задание 5 — выбор верного объяснения (лыжник и пешеход, p = F/S).
- Задание 12 — как изменятся сила давления и давление (кирпич на гранях).
- Задание 16 — анализ опыта с манометром: глубина и плотность жидкости.
- Задание 18 — работа с текстом: водонапорная башня, p = ρ·g·h, сообщающиеся сосуды.
- Задание 19 — развёрнутый качественный ответ (шайба под гайкой): ответ + обоснование формулой.
Попробуй решить
Реши задачу этого типа прямо здесь — проверю сразу и покажу разбор:
- <p>Воду в сосуде заменили таким же объёмом подсолнечного масла (плотность масла меньше плотности воды).</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) давление жидкости на дно сосуда<br>Б) высота столба жидкости в сосуде</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
- <p>Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.</p> <p>Аквариум налит водой до высоты 40 сантиметров. Давление воды на дно зависит от плотности жидкости и от (А)_____, но не зависит от формы сосуда. У самого дна давление воды (Б)_____, чем у поверхности. Твёрдое тело, в отличие от жидкости, передаёт оказанное на него давление (В)_____. Если тот же аквариум поставить на стол на четыре ножки, площадь опоры уменьшится, и давление на стол (Г)_____.</p> <p>Список слов и словосочетаний:</p> <ol><li>высоты столба воды</li><li>площади дна аквариума</li><li>больше</li><li>одинаково во всех направлениях</li><li>только в направлении действия силы</li><li>возрастёт</li><li>меньше</li><li>останется прежним</li></ol> <p>Запишите четыре цифры в порядке А, Б, В, Г (без пробелов и запятых). Каждое слово может быть использовано один раз.</p>
- <p>Трубку манометра с резиновой мембраной погружали в жидкости. В воде на глубине 10 см манометр показал меньшее давление, чем на глубине 30 см. В насыщенном растворе соли на глубине 10 см давление оказалось больше, чем в воде на той же глубине.</p> <p>Из предложенного перечня выберите два утверждения, которые соответствуют результатам этих наблюдений, и запишите их номера.</p> <ol><li>давление внутри жидкости увеличивается с глубиной</li><li>давление жидкости зависит от площади мембраны манометра</li><li>давление внутри жидкости не зависит от глубины</li><li>давление на одной и той же глубине зависит от плотности жидкости</li><li>на одинаковой глубине давление в воде больше, чем в растворе соли</li></ol> <p>Цифры в ответе можно записывать в любом порядке.</p>
- <p>На ящик, стоящий на полу, поставили сверху второй такой же ящик.</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) давление нижнего ящика на пол<br>Б) площадь опоры нижнего ящика</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
- <p>Лыжник свободно скользит по снегу, а пешеход той же массы проваливается. Почему?</p> <p>Выберите верное утверждение с объяснением.</p>
- Масса лыжника при вставании на лыжи уменьшается, поэтому он давит на снег слабее.
- Вес лыжника распределяется по большей площади, поэтому сила давления на снег становится меньше.
- Площадь опоры лыж во много раз больше площади подошв, поэтому давление лыжника на снег меньше.
- Лыжи скользкие, а сила трения удерживает пешехода на поверхности снега.
- <p>Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.</p> <p>Аквариум налит водой до высоты 40 сантиметров. Давление воды на дно зависит от плотности жидкости и от (А)_____, но не зависит от формы сосуда. У самого дна давление воды (Б)_____, чем у поверхности. Твёрдое тело, в отличие от жидкости, передаёт оказанное на него давление (В)_____. Если тот же аквариум поставить на стол на четыре ножки, площадь опоры уменьшится, и давление на стол (Г)_____.</p> <p>Список слов и словосочетаний:</p> <ol><li>высоты столба воды</li><li>только в направлении действия силы</li><li>возрастёт</li><li>меньше</li><li>площади дна аквариума</li><li>больше</li><li>останется прежним</li><li>одинаково во всех направлениях</li></ol> <p>Запишите четыре цифры в порядке А, Б, В, Г (без пробелов и запятых). Каждое слово может быть использовано один раз.</p>
Разбор заданий
В аквариум с водой долили ещё воды (аквариум не переполнился).
Как в результате изменятся следующие величины?
А) плотность воды в аквариуме
Б) давление воды на дно аквариума
Для каждой величины определите характер изменения:
- увеличится
- уменьшится
- не изменится
Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).
Показать решение
А) плотность воды в аквариуме — не изменится (плотность — характеристика вещества, от количества воды она не зависит).
Б) давление воды на дно аквариума — увеличится (p = ρ·g·h: высота столба воды увеличилась).
Ответ: 31.
Кирпич, лежавший на широкой грани, поставили на узкую грань.
Как в результате изменятся следующие величины?
А) давление кирпича на стол
Б) сила давления кирпича на стол
Для каждой величины определите характер изменения:
- увеличится
- уменьшится
- не изменится
Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).
Показать решение
А) давление кирпича на стол — увеличится (p = F/S: площадь опоры уменьшилась).
Б) сила давления кирпича на стол — не изменится (сила давления равна весу кирпича и от грани не зависит).
Ответ: 13.
Частые вопросы
Что нужно знать по теме «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов» для ОГЭ по физике?
Одна и та же сила может быть безобидной или разрушительной — всё зависит от того, на какую площадь она приходится. Лыжник не проваливается в снег, а пешеход той же массы — проваливается: сила давления у них одинаковая (равна весу), но у лыж площадь опоры во много раз больше, поэтому давление… Полный разбор с примерами — выше на этой странице.
В каких заданиях ОГЭ по физике встречается тема «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов»?
Тема «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов» встречается в заданиях №4, №5, №12, №16, №18, №19 — по действующим спецификации и демоверсии ФИПИ.
Где потренироваться в заданиях по теме «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов»?
В тренажёре Совелия — задачи этого типа с мгновенной проверкой, подсказками и разбором именно твоей ошибки. Бесплатно, без рекламы, прогресс сохраняется.