В чём измеряется давление в физике

Давление в физике измеряется в паскалях, обозначение — Па. Это основная единица в системе СИ, которой пользуются во всех школьных задачах и в науке. Отдельно для атмосферного давления часто используют миллиметры ртутного столба — так удобнее и привычнее, особенно в метеорологии и медицине.

Что такое паскаль и откуда он взялся

Единицу назвали в честь французского учёного Блеза Паскаля, который занимался изучением жидкостей и газов под давлением. Паскаль — не какая-то абстрактная величина, а конкретное соотношение силы и площади.

1 паскаль равен 1 ньютону на квадратный метр. Проще говоря, если сила в 1 ньютон давит на площадку размером один квадратный метр, давление на этой площадке равно 1 Па. Это довольно маленькая величина: одно яблоко, лежащее на столе, создаёт давление в сотни паскалей, а не в единицы.

Формула, которую разбирают на уроках физики, выглядит так: давление равно силе, делённой на площадь. Записывается это как P = F / S. Отсюда и вытекает единица измерения: ньютон делим на квадратный метр — получаем паскаль.

Почему давление зависит от площади, а не только от силы

Одна и та же сила даёт разное давление в зависимости от того, на какую площадь она распределена. Это легко проверить на простом примере из жизни.

• Человек весом 60 кг стоит на двух ногах — давление на пол одно.
• Тот же человек встаёт на одну ногу — площадь опоры уменьшилась вдвое, давление выросло вдвое.
• Если он ляжет на спину, площадь контакта с полом станет намного больше, а давление — заметно меньше.

Именно поэтому лыжи широкие, а каблуки узкие: широкая площадь снижает давление и не даёт провалиться в снег, а узкая площадь увеличивает давление и позволяет каблуку продавить землю или ковёр.

Зачем нужны миллиметры ртутного столба

Для атмосферного давления паскаль оказался не самым наглядным вариантом — числа получаются громоздкие. Поэтому исторически закрепилась другая единица — миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Она пришла из старых барометров, где столбик ртути в трубке поднимался или опускался под действием давления воздуха.

Нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет 760 мм рт. ст., что равно 101 325 Па. Эту цифру часто дают в задачах и просят перевести из одной единицы в другую — стоит запомнить хотя бы приблизительное соответствие: чуть больше ста тысяч паскалей.

Миллиметры ртутного столба до сих пор используют врачи, когда измеряют артериальное давление, и метеорологи в прогнозах погоды. В физике же на контрольных и экзаменах почти всегда ждут ответ именно в паскалях, если в условии не сказано иначе.

Другие единицы давления, которые встречаются в жизни

Кроме паскаля и миллиметра ртутного столба, существуют и другие единицы, хотя в системе СИ они не основные. Их можно встретить на технике, в прогнозах погоды или в старых учебниках.

На шинах автомобилей, манометрах и в бытовых приборах иногда указывают давление в барах или атмосферах — это удобнее для инженеров, но в физике эти единицы считаются вспомогательными. Основной остаётся паскаль, и все остальные единицы можно перевести именно в него.

Как решать задачи на перевод единиц давления

В школьных задачах чаще всего просят найти давление по формуле P = F / S и выразить ответ в паскалях. Порядок действий простой:

1. Найти силу в ньютонах — если дана масса, умножить её на ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).
2. Найти площадь в квадратных метрах — если размеры даны в сантиметрах, перевести их в метры, иначе ответ будет ошибочным в тысячи раз.
3. Разделить силу на площадь и получить давление в паскалях.

Самая частая ошибка на контрольных — забыть перевести сантиметры в метры перед подстановкой в формулу. Площадь в квадратных сантиметрах нужно умножить на 0,0001, чтобы получить квадратные метры, иначе давление посчитается неверно.

Вопросы и ответы про единицы измерения давления

Почему давление измеряют именно в паскалях, а не в ньютонах?

Ньютон — единица силы, а давление зависит не только от силы, но и от площади, на которую она действует. Паскаль как раз и учитывает оба параметра: он равен ньютону, поделённому на квадратный метр, поэтому именно эта единица официально принята для давления в системе СИ.

Сколько паскалей в одном миллиметре ртутного столба?

Один миллиметр ртутного столба равен примерно 133,3 паскаля. Соотношение вытекает из нормального атмосферного давления: 760 мм рт. ст. равны 101 325 Па, значит, один миллиметр — это 101 325, делённое на 760.

Можно ли измерять давление в килограммах?

Строго говоря, нет: килограмм — это единица массы, а не давления. В быту иногда говорят «давление в 2 кг на квадратный сантиметр», подразумевая старую техническую единицу, но в физике такой подход считается устаревшим и неточным. Правильно переводить массу в силу через ускорение свободного падения и получать давление в паскалях.

Если запутались, что писать в ответе на контрольной — паскали или миллиметры ртутного столба, ориентируйтесь на условие задачи: обычную механическую задачу на давление твёрдых тел и жидкостей решают в паскалях, а атмосферное давление и погоду принято выражать в миллиметрах ртутного столба.

Читайте также

• Как движение молекул объясняет давление газа: физика простыми словами
• Давление жидкости на дно и стенки сосуда: формула 7 класс
• Опыт Торричелли для измерения атмосферного давления - доказательство и суть
• Лабораторная работа по физике на тему: "Измерение влажности воздуха"