לחץ

• כיתה ח’
• כוחות
• 5 דקות קריאה

מה זה לחץ בפיזיקה, למה סכין חדה חותכת ונעלי שלג לא שוקעות, ולמה האוזניים כואבות בתחתית הבריכה — עם נוסחה ותרגיל פתור.

התשובה בקצרה

לחץ בפיזיקה הוא כוח שמתחלק על שטח. מחשבים אותו כשמחלקים את הכוח בשטח שעליו הוא פועל, ומודדים ביחידה שנקראת פסקל. מכאן:

1. אותו כוח על שטח קטן — לחץ גדול. לכן סכין חדה חותכת.
2. אותו כוח על שטח גדול — לחץ קטן. לכן נעלי שלג לא שוקעות.

למי זה מיועד: לחץ נלמד בכיתה ח’, יחד עם חוק ארכימדס. כדאי לדעת קודם איך מחשבים משקל בניוטון.

מה זה לחץ בפיזיקה

נסו ללחוץ על בלון באצבע, ואחר כך באותו כוח עם קצה של מחט. האצבע רק מקמטת אותו, והמחט מפוצצת אותו. הכוח זהה — מה שהשתנה הוא השטח. המחט מרכזת את כל הכוח בנקודה זעירה, ולכן הלחץ שלה עצום.

זה בדיוק ההבדל בין כוח ללחץ. כוח אומר כמה חזק דוחפים. לחץ אומר כמה מהכוח נופל על כל מטר רבוע של שטח. יחידת הלחץ היא פסקל: ניוטון אחד שמתחלק על מטר רבוע אחד.

תרגיל פתור

הנתונים: משקלה של תמר 600 ניוטון. השטח של שתי כפות הרגליים שלה יחד הוא 0.04 מטר רבוע.
השאלה: מה הלחץ שהיא מפעילה על הרצפה כשהיא עומדת על שתי רגליים? ומה כשהיא עומדת על רגל אחת?

1. על שתי רגליים, הכוח מתחלק על כל השטח: P = F / A = 600 / 0.04 = 15000
2. על רגל אחת, השטח קטן פי שניים, והכוח נשאר אותו כוח: P = 600 / 0.02 = 30000

התשובה: על שתי רגליים הלחץ הוא 15,000 פסקל, ועל רגל אחת — פי שניים. P = 15000 Pa , P = 30000 Pa

לחץ במים ובאוויר

גם מים ואוויר מפעילים לחץ. במים, הלחץ נוצר מהמשקל של כל המים שמעליכם. ככל שיורדים עמוק יותר, יש מעליכם יותר מים, והלחץ גדל. בכל 10 מטר עומק, הלחץ גדל בערך בכמות ששווה ללחץ של כל האוויר שמעלינו.

גם האוויר לוחץ עלינו, כל הזמן. מעלינו יש שכבת אוויר בעובי של עשרות קילומטרים, והמשקל שלה יוצר לחץ של כ־100,000 פסקל. אנחנו לא מרגישים את זה, כי הלחץ בתוך הגוף שלנו שווה ללחץ מבחוץ. מרגישים רק כשהלחץ משתנה — למשל באוזניים, בזמן נחיתה של מטוס.

איפה רואים את זה בחיים

• סכין חדה

  הלהב החד דק מאוד, ולכן אותו כוח של היד יוצר עליו לחץ עצום. סכין קהה דורשת כוח גדול יותר.

• תרמיל גב

  רצועות רחבות מפזרות את המשקל על שטח גדול של הכתפיים, ולכן הלחץ קטן והתרמיל לא חותך.

• תחתית הבריכה

  צללו לעומק של כמה מטרים, והאוזניים יתחילו ללחוץ. המים מעליכם יוצרים לחץ שגדל עם העומק.

שאלות נפוצות

באיזו יחידה מודדים לחץ?

בפסקל, שהוא ניוטון למטר רבוע. זו יחידה קטנה, ולכן משתמשים הרבה גם בקילופסקל. לחץ האוויר מודדים לפעמים באטמוספרות: אטמוספרה אחת היא כ־100,000 פסקל.

למה הלחץ גדל עם העומק?

כי ככל שיורדים עמוק יותר, יש מעליכם עמוד גבוה יותר של מים, וכל המשקל שלו לוחץ עליכם. בעומק כפול, עמוד המים כפול, והתוספת ללחץ כפולה.

למה אנחנו לא מרגישים את לחץ האוויר?

כי הגוף שלנו לוחץ מבפנים באותה עוצמה. הלחצים מאוזנים. מרגישים רק כשהלחץ בחוץ משתנה מהר, והגוף לא מספיק להתאים את עצמו — כמו באוזניים במעלית מהירה.

תרגילי לחץ מבלבלים אתכם?

בקורס הפיזיקה לכיתה ח’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס כיתה ח’