Jaką siłą napiera powietrze na dach stodoły w kształcie prostokąta o wymiarach: długość dachu 20m, szerokość 10m. Przyjmij ciśnienie atmosferyczne w tym dniu b=1000hPa. Dlaczego dach się nie zawali?.



Odpowiedź :

Ciśnienie atmosferyczne.

Powietrze dzała na dach stodoły siłą : F = 20 MPa

Atmosfera, która otacza kulę ziemską wywiera nacisk na każdy 1 m² powierzchni ziemi

Taki nacisk nazywamy ciśnieniem atmosferycznym.

Ciśnienie obliczamy z wzoru:

[tex]p=\frac{F}{S}[/tex]

gdzie:

[tex]p\to[/tex] ciśnienie

[tex]F\to[/tex] siła nacisku

[tex]S\to[/tex] pole powierzchni, na które naciska warstwa atmosfery.

Jednostką ciśnienia jest paskal

[tex]p=1[\frac{N}{m^2}]=[1Pa][/tex]

stosujemy również :

[tex]1hPa=100Pa[/tex]

[tex]1kPa=1000Pa[/tex]

[tex]1MPa=1000000Pa[/tex]

W oparciu o dane obliczamy siłę nacisku atmosfery na dach stodoły:

[tex]a=20m[/tex]

[tex]b=10m[/tex]

[tex]p=1000hPa=1000*100Pa=100000\frac{N}{m^2}[/tex]

korzystamy z wzoru na ciśnienie i obliczamy siłę nacisku:

[tex]p=\frac{F}{S}/*S[/tex]

[tex]F=p*S[/tex]

[tex]S=a*b[/tex]

[tex]F=p*(a*b)[/tex]

[tex]F=100000\frac{N}{m^2}*(20m*10m)[/tex]

[tex]F=20000000N[/tex]

[tex]F=20MPa[/tex]

Dlaczego dach się nie zawali?.

Warstwa powietrza naciska nie tylko na dach stodoły  ale również na wszystkie ściany. Wewnątrz stodoły jest również powietrze , które naciska na  ściany i dach stodoły.

Zgodnie z prawem Pascala - siły nacisku się równoważą .

Siła nacisku powietrza na dach jest zrównoważona siłą nacisku powietrza wewnątrz stodoły.

Siłą wypadkowa działających sił jest równa zero.