راهنمایی کوتاه: برای محاسبه فشار، باید نیروی وارد بر سطح را بر مساحت سطح تقسیم کنیم.
گامبهگام:
- ۱) ابتدا باید بدانیم که فشار چیست: فشار برابر است با نیروی عمودی وارد بر سطح تقسیم بر مساحت آن سطح (P = F/A).
- ۲) در این مسئله، دو مکعب روی هم قرار دارند. مکعب کوچکتر (4 کیلوگرم) روی مکعب بزرگتر (8 کیلوگرم) است یا برعکس؟ از صورت مسئله مشخص نیست، اما معمولاً وقتی گفته میشود "فشار وارد بر مکعب کوچکتر"، منظور نیرویی است که از طرف مکعب بزرگتر به مکعب کوچکتر وارد میشود.
- ۳) اگر مکعب بزرگتر زیر مکعب کوچکتر باشد، نیروی وارد بر مکعب کوچکتر فقط وزن خودش است (چون مکعب بزرگتر آن را حمل میکند).
- ۴) وزن مکعب کوچکتر: F = m × g = 4 kg × 10 m/s² = 40 N (با فرض g ≈ 10).
- ۵) اما برای محاسبه فشار، نیاز به مساحت سطح تماس داریم که در صورت مسئله داده نشده است. بنابراین فشار به صورت عددی قابل محاسبه نیست مگر اینکه مساحت داده شود.
- ۶) اگر منظور فشار بین دو مکعب باشد، فشار = وزن مکعب کوچکتر تقسیم بر مساحت سطح تماس دو مکعب.
پاسخ نهایی: بدون دانستن مساحت سطح تماس دو مکعب، نمیتوان فشار را به صورت عددی محاسبه کرد. فشار از رابطه P = F/A به دست میآید که در آن F = 40 نیوتن (وزن مکعب کوچکتر) و A مساحت سطح تماس است.
مثال مشابه: اگر یک مکعب 2 کیلوگرمی روی سطحی با مساحت 0.1 مترمربع قرار گیرد، فشار وارد بر سطح P = (2×10)/0.1 = 200 پاسکال میشود.
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: مفهوم فشار در فصل فشار و آثار آن در علوم نهم به طور کامل توضیح داده شده است. فشار در مایعات و گازها نیز کاربردهای زیادی دارد.
