Tlak

V čerstvom snehu sa v topánkach zaboríš po kolená. Kamarát na lyžiach, rovnako ťažký, ide po povrchu. A tenká ihla prepichne látku, hoci na ňu takmer netlačíš. Rozhoduje tlak — nielen to, akou silou tlačíš, ale aj na akú plochu.

Tlak a tlaková sila

Sila, ktorá pôsobí kolmo na plochu, je tlaková sila $F$ . Jej účinok závisí od veľkosti plochy $S$ , na ktorú sa rozloží. Ten účinok opisuje tlak:

p = \frac{F}{S}

Jednotkou tlaku je pascal (Pa): $1\,\mathrm{Pa} = 1\,\mathrm{N/m^2}$ . Je to malý tlak — asi taký, akým tlačí list papiera položený na stole. Preto často používame kilopascal: $1\,\mathrm{kPa} = 1000\,\mathrm{Pa}$ .

Tehla tlačí na piesok vždy rovnakou silou. Postavená na malú plochu sa však zaborí oveľa hlbšie.

Ako tlak zväčšiť a zmenšiť

Zo vzťahu $p = F/S$ vidíš: pri rovnakej sile menšia plocha = väčší tlak, väčšia plocha = menší tlak.

Chceme veľký tlak: ihla, klinec, nôž, hrot kružidla — ostrie má nepatrnú plochu, a tak stačí malá sila.
Chceme malý tlak: lyže a snežnice, pásy ťahača či bagra (nezaborí sa do blata), široké pneumatiky traktora, široké popruhy ruksaku.

Prečo ťa ťažká taška s tenkým uškom reže do prstov? Sila je rovnaká ako pri taške so širokým uškom, no rozloží sa na malú plochu — tlak na prsty je veľký. Stačí uško obaliť vreckovkou a plocha sa zväčší.

Rovnako ťažký človek: v topánkach tlačí na malú plochu a zaborí sa, na lyžiach sa sila rozloží na veľkú plochu.

Teraz ty: chceme tu veľký tlak, alebo malý?

Počítame tlak

Žiak s hmotnosťou 50 kg stojí v snehu. Plocha oboch podrážok je spolu $0{,}05\,\mathrm{m^2}$ , plocha oboch lýž $0{,}25\,\mathrm{m^2}$ . Aký tlak vyvolá? Počítame s $g \approx 10\,\mathrm{N/kg}$ .

Tlaková sila = gravitačná sila: $F = 10\,\mathrm{N/kg} \cdot 50\,\mathrm{kg} = 500\,\mathrm{N}$
Topánky: $p = \dfrac{500\,\mathrm{N}}{0{,}05\,\mathrm{m^2}} = 10\,000\,\mathrm{Pa} =$ 10 kPa
Lyže: $p = \dfrac{500\,\mathrm{N}}{0{,}25\,\mathrm{m^2}} = 2\,000\,\mathrm{Pa} =$ 2 kPa — päťkrát menej.

Plochu dosadzuj v m². Podrážka má napríklad $200\,\mathrm{cm^2}$ . Keďže $1\,\mathrm{m^2} = 10\,000\,\mathrm{cm^2}$ , je to $0{,}02\,\mathrm{m^2}$ . Keby si dosadil 200, vyšiel by tlak desaťtisíckrát menší.

Učebnica s gravitačnou silou 10 N leží na stole na ploche $0{,}05\,\mathrm{m^2}$ . Aký tlak vyvoláva?

Ukáž riešenie

$p = \dfrac{F}{S} = \dfrac{10\,\mathrm{N}}{0{,}05\,\mathrm{m^2}} =$ 200 Pa.

Teraz ty: priraď ku každej veličine jej jednotku.

Zapamätaj si

Tlak $p = \dfrac{F}{S}$ — tlaková sila pôsobiaca kolmo na plochu, delená plochou.
Jednotka pascal: $1\,\mathrm{Pa} = 1\,\mathrm{N/m^2}$ , $1\,\mathrm{kPa} = 1000\,\mathrm{Pa}$ .
Menšia plocha = väčší tlak (ihla, nôž), väčšia plocha = menší tlak (lyže, pásy).
Plochu vždy prepočítaj na m² ( $1\,\mathrm{m^2} = 10\,000\,\mathrm{cm^2}$ ).

Tlak a tlaková sila

Ako tlak zväčšiť a zmenšiť

Počítame tlak

Zapamätaj si

🧠 Kvíz — over si, či to sedí