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压强与接触面积

初中物理刚性平坦接触面上的均匀法向接触压强 p = F/A

拖动接触垫的右边缘，让相同的力分布在不同的面积上。

100 cm² · 20.00 kPa接触面积22410162107.510020538302.5-24400接触压强（kPa）接触面积（cm²）
当前设置

关于此实验

相同的载荷分散到不同面积上时，会产生不同的压力。加宽接触垫，观察压力标记变得不那么集中的情况。使用反比例曲线说明雪鞋、宽阔的地基和锋利的工具，同时将力与压力区分开来。

学习目标

  • 在控制其他变量不变的情况下，探究接触面积如何影响接触压力。
  • 使用图表和数值读数来检验预测。
  • 说明物理假设，以及该模型不再适用的情况。

使用方法

  1. 1将力设为 200 N，面积设为 100 cm²。验证压力为 20 kPa。
  2. 2保持力不变，将接触面积加倍。预测新的压力。
  3. 3保存曲线，将力加倍，并比较相同面积下的压力。
  4. 4将力设为零。为什么整条曲线都在水平轴上？

模型

平均法向压力
计算前请先换算面积单位

假设

  • 法向力均匀分布在输入的平坦接触面积上。
  • 该图显示了垫片的横截面，其宽度与面积的平方根成正比。不计算形变和材料失效。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1600 N 的力作用在 300 cm² 上会产生多大的压力？
  2. Q2为什么力和面积都加倍时，压力保持不变？

常见问题

这是每个点的压力吗？

这是平均接触压力。实际接触压力在边缘附近或粗糙表面上可能会有所不同。

为什么面积较小时曲线上升得如此陡峭？

压力与面积成反比。面积为零时表达式无定义，因此模型不允许面积为零。