压力和压强原理
压力与压强原理
一、压力
1.定义
压力是指垂直作用在物体表面上的力。其方向总是垂直于受力物体的表面指向受力物体内部。例如，当我们把一本书放在桌子上时，书对桌子就施加了一个压力。这个压力的大小等于书所受的重力，但压力和重力是不同性质的力，重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，作用点在物体的重心；而压力是书与桌子表面相互挤压产生的力，作用点在桌子的表面。
2.压力的产生
压力的产生源于物体之间的相互挤压。在固体与固体之间，如建筑中的柱子对地面施加压力，是因为柱子自身的重量使得它和地面之间产生了挤压。在固体与液体、气体之间也会产生压力。例如潜水员在水下时，他会感受到水对他的压力，这是由于水的重力产生的，水被上方的水挤压向潜水员，从而产生压力。在工业上，液压机就是利用液体能够传递压力的原理工作的。当在液压机的小活塞上施加一个较小的力时，这个力会通过液体传递到大面积的大活塞上，从而产生较大的压力，可以用来压制一些金属零件等。
3.压力的大小计算
在很多情况下，如果物体静止在水平面上，压力的大小等于物体的重力，即F=G=mg（其中F是压力，G是重力，m是物体质量，g是重力加速度）。但如果物体放在斜面上或者受到其他外力的情况下，压力的大小需要根据具体的受力分析来确定。
二、压强
1.定义
压强是表示压力作用效果的物理量。它等于物体所受压力的大小与受力面积之比。压强的公式为p=F/S（其中p是压强，F是压力，S是受力面积）。压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa，1Pa=1N/m2。
2.压强的原理阐释
压强的大小取决于压力和受力面积两个因素。在压力一定的情况下，受力面积越小，压强越大；受力面积越大，压强越小。例如，在日常生活中，我们使用的图钉。图钉的钉帽面积比较大，而钉尖面积非常小。当我们用手往墙上按图钉时，手对钉帽施加的压力是一定的，但是由于钉尖的面积小，根据压强公式p=F/S，钉尖对墙产生的压强就很大，所以能够很容易地钉入墙中。而钉帽面积大，对人手产生的压强就小，人手不会感觉到很疼。
在工业上，重型卡车的轮胎往往做得比较宽，这是为了增大受力面积。因为卡车自身很重，对地面的压力很大，增大轮胎的受力面积可以减小对地面的压强，这样就不容易压坏路面。再如，滑雪板做得比较宽大，当人站在滑雪板上在雪地上滑行时，由于滑雪板增大了人与雪地之间的受力面积，从而减小了人对雪地的压强，这样人就不容易陷入雪中。
3.液体压强
液体内部存在压强，这是因为液体受到重力且具有流动性。液体压强的公式为p=ρgh（其中p是液体压强，ρ是液体的密度，g是重力加速度，h是液体深度）。例如，在水库大坝的设计中，大坝的下部要比上部建造得厚很多。这是因为水库中的水越深，水对大坝的压强越大，根据液体压强公式，下部的水产生的压强更大，所以需要更厚的坝体来承受这个压强，以保证大坝的安全。
4.气体压强
气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞。例如，我们日常生活中使用的打气筒。当我们向下压打气筒的活塞时，空气被压缩，气体分子间的距离减小，单位体积内的分子数增多，分子对筒壁的碰撞更加频繁和剧烈，从而使得气体压强增大，将空气压入轮胎等需要充气的容器中。
压力和压强原理在生活、工业等各个领域都有着广泛的应用，对我们理解物理现象、进行工程设计等有着重要的意义。