Tryck

Om du tar en promenad ute på isen en kall vinterdag och isen plötsligt börjar knaka under dina fötter, vad gör du då?

De flesta har kanske hör att man då ska lägga sig ner på isen. Varför gör man då det? Jo, för att jämna ut det tryck man utövar på isen.

Tryck beskriver hur en kraft sprider ut sig över en bestämd yta. På jordytan är tyngdkraften som verkar på ett föremål alltid lika stor, men ytan som kraften verkar på kan variera. Tänk dig att du beger dig på en promenad i skogen en snöig dag. Du sjunker ner i snön med varje steg, och det är tungt. Bredvid stigen du vandrar på går ett skidspår, och när du pulsar fram i snön blir du omkörd av en skidåkare. Du lägger märke till att skidåkaren inte alls sjunker ner i snön som du, trots att han ser tyngre ut än du. Varför är det så?

Tryck definieras alltså som kraften dividerat med arean. Enheten för detta har fått namnet Pascal (Pa). Detta innebär att en större yta ger ett lägre tryck, en mindre yta ger ett stort tryck. Därför kan skidåkaren hållas ovanpå snötäcket, för hans kraft sprids ut på en större yta än din kraft som fördelas bara på dina fötter. 

En tungt lastad jultomte skulle ha stora problem i djup snö, men med ett par skidor på fötterna löser sig problemen.

Lufttryck

Det är inte bara fysiska objekt som kan utöva tryck. Gaser och vätskor kan också göra det. Ovanför ditt huvud finns just nu ca 10 000 kg luft som utövar ett tryck på dig. Detta tryck innebär att ca 100 000 Pa trycker på ditt huvud. Detta tryck utövas av atmosfären på dig, och man kallar detta för 1 atmosfärs tryck. Men trots att detta stora tryck hela tiden utövas på dig så känner vi inte av det. Hur kan det då komma sig?

I en gas verkar inte trycket direkt på en yta, utan det sprider ut sig åt alla håll och verkar i alla riktningar. Alltså trycker inte atmosfären endast på ditt huvud, utan den trycker på din kropp från alla håll. Också inifrån (du har ju luft i lungorna också). Därför känns inte trycket på jordytan. Om du däremot befinner dig högt uppe på ett berg, eller i ett flygplan, kan du känna av en tryckskillnad mellan insidan av din kropp och utsidan. Det är det som orsakar smärtan i öronen under en flygning, tryck av olika storlek verkar på trumhinnan som spänns.

Vattentryck

Också vätskor orsakar ett tryck, vätskor har ju också en massa som jordens gravitation verkar på. Du upplever samma fenomen när du dyker som i ett flygplan. Vattenmassan trycker på dig utifrån, speciellt mot dina trumhinnor, men ditt tryck på insidan är fortfarande det samma. Du kan minska smärtan genom att tryckutjämna, det vill säga pressa in luft i mellanörat och på det sättet skapa samma tryck på insidan av huvudet som vattnet skapar på utsidan.

Trycket ökar med ungefär 1 atmosfär för varje 10 meter vatten ovanför ditt huvud. På 10 meters djup har du alltså fördubblat trycket på dig, mot när du står på land.


Uppgifter:
1. Vilka vardagliga situationer kan du tänka på när man utnyttjar förmågan att minska sitt tryck (alltså att sprida ut sin tyngdkraft på en större yta)?

2. Beräkna trycket en elefant utövar på marken när den väger 1000 kg och ytan på en elefantfot är 0,07 kvadratmeter stor.

3. När du klättrar upp på ett högt berg minskar lufttrycket (du har mindre luft ovanför ditt huvud). Ta reda på hur det påverkar en människa.

4. Gaser kan också tryckas ihop = komprimeras. På s. 116 i boken beskrivs detta. Förklara med hjälp av boken (eller annan källa) hur en sprayflaska med deodorant fungerar.

5. En ubåt dyker ner till 400 meters djup. Hur stort tryck (mätt i antal atmosfärer) utövar vattnet på ubåten?

6. I vakuum finns det inga partiklar kvar. Hur stort tryck finns i ett vakuum?

7. Varför är det bäst att bygga ett vattentorn på en kulle i staden?