Mekaaninen paine

Alla olevassa kuvassa punnus painaa alustaansa. Punnuksen painosta seuraa alustaan kohdistuva voima. Kuvissa punnus asetetaan eri tavoin alustalle siten, että voima jakaantuu erilaiselle alalle.

Havaitaan, että sama voima saa aikaan suuremman muodonmuutoksen, jos kosketuspinta on pienempi. Ilmiötä kuvaa suure nimeltä paine. Paine p on voiman F ja kosketuspinta-alan A suhde.

[[$\quad p=\dfrac{F}{A}$]]

Oikeassa kuvassa kappaleen kosketuspinta-ala on pienempi kuin vasemmassa. Oikeassa kuvassa alustaan kohdistuva paine on suurempi kuin vasemmassa, jolloin alustan muoto muuttuu enemmän.

Sama ilmiö esiintyy lukuisissa tilanteissa. Jäihin pudonnutta henkilöä mennään pelastamaan ryömien eikä kävellen. Ryömimällä kosketuspinta auttajan ja jään välillä on suurempi kuin kenkien ja jään välinen ala. Ryömimällä jäähän kohdistuva paine saadaan pienenemään, eikä jää rikkoonnu yhtä helposti. Vastaavasti muovipussiin on helpompi tehdä reikä terävällä kuin tylpällä esineellä. Terävän esineen kosketuspinta on pieni, joten samalla voimalla saadaan aikaan suurempi paine kuin tylpällä esineellä.

Paineen SI-yksiköksi tulee voiman yksikkö jaettuna pinta-alan yksiköllä, eli newton per neliömetri, [[$\frac{\text{N}}{\text{m}^2}$]]. Paineen yksikkö pascal (Pa) on nimetty muun muassa kaasujen käyttäytymistä tutkineen ranskalaisen Blaise Pascalin (1623–1662) mukaan.

Blaise Pascal (Wikipedia)

Voiman pintaan kohdistama paine

Paine p on pintaan kohdistuva voima F jaettuna pinnan pinta-alalla A.

[[$\quad p = \dfrac{F}{A}$]]