Давление — это физическая величина, характеризующая распределение силы на поверхность, к которой эта сила приложена. Рассмотрим классический пример. По рыхлому снегу человек идёт с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но, надев лыжи, он может идти, почти не проваливаясь в него. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Однако действие этой силы в обоих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек с лыжами и без лыж. Площадь поверхности лыжи почти в 20 раз больше площади подошвы. Поэтому, стоя на лыжах, человек действует на каждый квадратный сантиметр площади поверхности снега с силой, в 20 раз меньшей, чем стоя на снегу без лыж.
Важно! Результат действия силы зависит не только от её модуля, направления и точки приложения, но и от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует.
Давление — физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности
$p=\frac{F}{S}$.
Единицей измерения давления является паскаль (Па). Один паскаль равен давлению, создаваемому силой в 1 ньютон, действующей на площадь в 1 квадратный метр
$[p]=\frac{[F]}{[S]}=\frac{Н}{м^2}=Па$.
Один паскаль — небольшое давление. Примерно такое давление создает лежащий на столе листок из школьной тетради. Давление является скалярной величиной: оно характеризуется только числовым значением. А сила давления имеет направление: она направлена перпендикулярно поверхности, на которую она действует. Модуль силы давления
$F=p \cdot S$.
Самая распространенная модель в задачах — сила давления равна весу тела. Например, если вы положите книгу на стол, она будет действовать (давить) на поверхность стола под действием силы тяжести. Сила, с которой тело давит на опору (книга на стол) — это и есть вес тела (в данном случае — вес книги).
Выше мы установили, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору. В зависимости от того, хотят ли получить малое или большое давление, площадь опоры увеличивают или уменьшают.
Примеры уменьшения давления. Шины грузовых автомобилей и шасси самолётов делают значительно шире. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях. Тяжёлые машины, такие, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдёт человек.
Примеры увеличения давления. Лезвие режущих и остриё колющих инструментов (ножей, ножниц, резцов, пил, игл и др.) остро оттачивают. Острое лезвие имеет маленькую площадь, поэтому при помощи даже малой силы создаётся большое давление, и таким инструментом легко работать. Режущие и колющие приспособления встречаются и в живой природе: это зубы, когти, клювы, шипы и др. — все они из твёрдого материала, гладкие и очень острые, они должны создавать большое давление, даже при малой силе воздействия.