8 (tai 9) Paine
Paine
Paine, p (pressure)
On fysiikan suure ja sen yksikkö on 1 Pa (pascal) tai 1 bar (baari) tai 1 mmHg (elohopeamillimetri - verenpaine)
Missä on painetta?
- Kahden kappaleen välisellä pinnalla, kun kappaleita puristetaan vastakkain
Esimerkkejä: Polkupyörän jarrupalat, maton pesu harjalla, jääkaappimagneetti - Kappaleen alla sen tukipinnalla, kun kappaleella on paino ja sitä kannatellaan
Esimerkkejä: Kirja pöydällä, marjanpoimija suolla - Aineen sisällä, jos sitä puristetaan
Esimerkkejä: Vichy pullossa, ilma polkupyörän renkaassa, nestekaasu pullossa, kaivinkoneen hydrauliikassa
Painetta on silloin, kun jokin voima F (tai paino G) jakautuu jollekin pinta-alalle A
p=F/A (tai p=G/A) Newtonit jaetaan aina pinta-alalla!
ⓔ Kirja pöydällä
- Punnitse kirja grammoina
- Muuta massa painoksi eli grammat newtoneiksi
- Mittaa kirjan pituus ja leveys
- Laske pinta-ala ja ilmoita se neliömetreinä
- Laske paine kirjan ja pöydän välissä kaavalla p=G/A eli paine on paino jaettuna pinta-alalla.
Jos kirjan massa m = 750 g ja mitat 25 cm ja 19 cm, niin
paino G = 7,5 N ja
pinta-ala A = 0,25 m · 0,19 m = 0,0475 m²
ja
paine siten p = G / A = 7,5 N / 0,0475 m² = 157,895 Pa ≈ 160 Pa
eli ei kovin paljon
Jos pinoat lisää kirjoja tai pienennät kosketuspinta-alaa, paine kasvaa.
Laske paine
Vaunu kulkee kahdella telamatolla, joiden maata koskettava pituus on 5 m ja kummankin leveys 0,64 m.
Laske paine telamaton alla ja pohdi, onko tuo kovinkin suuri.
Vihjeet: p=F/A, G=mg
Tekniikan maailma - leopard 2A6
Ilmanpaine
- Siis kuinka monta kilogrammaa suoraan yläpuolellamme on ilmaa.
- Huoneenlämpöisen ilman tiheys on noin 1,2 kg / m3
- Ilma on kokoonpuristuvaa
- Ilmanpaine merenpinnantasossa 101,325 Pa eli noin 100 kPa (kilopascal)
- 5 km korkeudessa n. 54 kPa
- 10 km korkeudessa n. 26 kPa
- Ilmanpaine vaihtelee hieman sääilmiöiden mukaan aiheuttaen tuulia
- Kylmä ilma on tiheämpää kuin lämmin.
- Lämmin ilma kohoaa ylös
Lähde
Sup-laudassa paine johtuu siitä, että ilmaa on pumpattu enemmän kuin esineen tilavuuden verran.
- Aluksi lauta on tyhjä ja taiteltu. Sen tilavuudeksi ilmoitetaan 400 litraa ja sallituksi paineeksi 1-2 bar.
- Pumppaat sisään 400 litraa. Lauta on täynnä mutta ihan lötkö ja painemittari näyttää 0 bar.
- Pumppaat toiset 400 litraa. Lauta on pinkeämpi ja mittari näyttää 1 bar.
- Pumpataan vielä 400 litraa. Paine on nyt suurin sallittu ja mittari näyttää 2 bar.
Hydrostaattinen paine
Hydrostaattinen paine johtuu veden (tai muun nesteen) omasta painosta
Veden tiheys kuutiometriä kohden on 1000 kg /m3 eikä se puristu kokoon kuten ilma
Paine kasvaa noin 1 bar jokaisen 10 metrin matkalla
Hydrostaattinen paine ei riipu altaan tai astian muodosta. Siksi myös pinta asettuu joka paikassa samalle korkeudelle, ellei joitakin reittejä suljeta ilmatiiviisti.