Давление твёрдого тела: объяснение и задачи по физике 7 класса

Давление твёрдого тела в 7 классе — это величина, равная отношению силы, которая действует перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности: p = F : S. Одна и та же сила может давить слабо или сильно, всё зависит от площади, на которую она распределена.

Суть простыми словами

Рюкзак с тонкими лямками режет плечи, а с широкими почти не чувствуется, хотя весит он одинаково. Изменилась только площадь опоры: широкая лямка распределяет ту же силу на большую площадь. Иголка легко входит в ткань по той же причине, только наоборот: площадь острия крошечная.

Формула. p = F : S, где p — давление, F — сила, которая давит перпендикулярно поверхности, S — площадь опоры. Единица давления — паскаль: 1 Па = 1 Н/м². Он очень мал, поэтому часто пишут кПа: 1 кПа = 1000 Па.

Если тело стоит на горизонтальной поверхности, сила давления равна его весу: F = m · g. Например, кирпич массой 2 кг давит с силой F = 20 Н (при g = 10 Н/кг).

Выводы из формулы:

• больше сила, давление больше;
• больше площадь, давление меньше. Поэтому у тяжёлого трактора широкие гусеницы, а под рельсы кладут шпалы.

Разобранная задача. Кирпич размером 20 × 10 × 5 см и массой 2 кг кладут на стол сначала самой большой гранью, потом самой маленькой. Каково давление в обоих случаях?

1. Кирпич лежит на горизонтальном столе, поэтому давит на него с силой, равной весу: F = m · g = 2 · 10 = 20 Н. На какую грань его ни положи, эта сила одна и та же.

2. Большая грань: S = 20 · 10 = 200 см² = 0,02 м². p = 20 : 0,02 = 1000 Па = 1 кПа.

3. Маленькая грань: S = 10 · 5 = 50 см² = 0,005 м². p = 20 : 0,005 = 4000 Па = 4 кПа.

Площадь уменьшилась в 4 раза — давление выросло в 4 раза. Масса кирпича при этом не менялась.

Где встречается на экзамене

• ВПР в 7 классе. В описании ВПР углублённого уровня 2026 года тема заявлена элементом 4.1 «Давление твердого тела. Сила давления. Способы уменьшения и увеличения давления», а задание 4 этого уровня проверяет элементы 4.1–4.8. В образце базового уровня 2026 года задачи на p = F : S нет; ближайшее — задание 4 ВПР по физике 7 класс про гидростатику.
• ОГЭ 2027 по физике. Кодификатор: элемент 1.21 «Давление твёрдого тела» с формулой p = F/S (класс 7). Расчёт по формуле может быть в 6 задании ОГЭ физика или 7 задании ОГЭ физика: оба номера на механику. Объяснить, зачем у трактора гусеницы, могут попросить в 19 задании ОГЭ физика.
• ЕГЭ 2027 по физике. Формула p = F⊥ : S — элемент 1.2.9 кодификатора. В плане 2027 года он не назван ни в одном номере первой части отдельно, зато давление в жидкости (1.3.5) проверяет 4 задание ЕГЭ физика, а там без p = F : S не обойтись.

Где ошибаются

1. Переводят см² в м², деля на 100. Это правило для сантиметров, а не для квадратных сантиметров: 1 м² = 100 см · 100 см = 10 000 см². Ошибка в переводе даёт ответ, неверный в 100 раз.
2. Берут площадь одной опоры, когда их несколько. У стола четыре ножки, у человека, который стоит, две ступни: площади складывают. Когда человек идёт, в какой-то момент он опирается на одну ногу.
3. Думают, что тяжёлое всегда давит сильнее. Кирпич на маленькой грани давит сильнее, чем на большой, хотя масса та же. Решает отношение силы к площади, а не сама сила.
4. Считают, что давление всегда равно весу. Давит сила, перпендикулярная поверхности; на горизонтальной опоре она равна весу, на наклонной меньше.

Шпаргалка за 30 секунд

Единицы: 1 Па = 1 Н/м²; 1 кПа = 1000 Па; 1 м² = 10 000 см².

В тренажёре «Давление и плотность» можно поставить на снег кирпич, человека на лыжах и трактор на колёсах или гусеницах, а цветной «ковёр давления» покажет, где давит сильнее. Потом переходи к давлению газа: там давят уже не вес, а удары молекул. Если запутался в см² и м², это одна из тем, которые разбирают на пробном занятии по физике.