راهنمایی کوتاه: فشار با تقسیم نیرو بر سطح محاسبه میشود. برای فشار مساوی روی وجههای مختلف، باید نیرو را متناسب با سطح تغییر دهیم.
گامبهگام:
- ۱) ابتدا ابعاد مکعب مستطیل را مینویسیم: طول = ۴ متر، عرض = ۳ متر، ارتفاع = ۲ متر.
- ۲) کوچکترین وجه: سطح = عرض × ارتفاع = ۳ × ۲ = ۶ متر مربع.
- ۳) بزرگترین وجه: سطح = طول × عرض = ۴ × ۳ = ۱۲ متر مربع.
- ۴) فشار اولیه: نیرو = وزن جسم = جرم × شتاب گرانش = ۸ × ۱۰ = ۸۰ نیوتن (تقریباً). فشار = نیرو ÷ سطح = ۸۰ ÷ ۶ ≈ ۱۳.۳ پاسکال.
- ۵) برای فشار مساوی روی وجه بزرگتر: فشار = نیروی جدید ÷ ۱۲ = ۱۳.۳ پاسکال → نیروی جدید = ۱۳.۳ × ۱۲ ≈ ۱۶۰ نیوتن.
- ۶) جرم کل مورد نیاز = نیروی جدید ÷ ۱۰ = ۱۶۰ ÷ ۱۰ = ۱۶ کیلوگرم. چون ۸ کیلوگرم از قبل وجود دارد، باید ۱۶ − ۸ = ۸ کیلوگرم وزنه اضافه کنیم.
پاسخ نهایی: باید وزنهای به جرم ۸ کیلوگرم روی مکعب مستطیل قرار دهیم تا فشار وارد شده روی بزرگترین وجه برابر با فشار روی کوچکترین وجه شود.
مثال مشابه: فرض کنید یک جعبه ۵ کیلوگرمی دارید که روی وجه ۲ مترمربعی قرار دادهاید. اگر آن را روی وجه ۴ مترمربعی بگذارید، برای حفظ فشار باید جرم کل را به ۱۰ کیلوگرم برسانید (یعنی ۵ کیلوگرم اضافه کنید).
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: فشار در علوم نهم با فرمت P = F/A تعریف میشود. هرچه سطح بزرگتر باشد، برای فشار ثابت به نیروی بیشتری نیاز داریم. میتوانی تمرین کنی که اگر مکعب را روی وجه دیگر بگذاری، چه جرمی باید اضافه شود.
