آیا مکعب روی یخ می‌ماند؟

راهنمایی کوتاه: برای پاسخ باید فشار وارد شده توسط جسم را با تحمل فشار سطح یخ مقایسه کنیم.

گام‌به‌گام:

• ۱) ابتدا سطح تماس جسم با یخ را پیدا می‌کنیم. جسم مکعبی است با ابعاد ۲، ۴ و ۳ متر. کوچک‌ترین سطح تماس (برای کمترین فشار) معمولاً سطحی است که بزرگ‌ترین ضلع‌ها در آن قرار دارند. بنابراین سطح تماس = ۴ متر × ۳ متر = ۱۲ متر مربع.
• ۲) وزن جسم داده شده: ۲۴ نیوتن.
• ۳) فشار وارد بر یخ از رابطه فشار = نیرو ÷ سطح به دست می‌آید. پس فشار = ۲۴ نیوتن ÷ ۱۲ متر مربع = ۲ نیوتن بر متر مربع (یا ۲ پاسکال).
• ۴) تحمل فشار یخ طبیعی (مثلاً یخ دریاچه) حدود ۱۰۰۰ پاسکال (۱ کیلوپاسکال) یا بیشتر است. فشار محاسبه‌شده (۲ پاسکال) بسیار کمتر از این مقدار است.
• ۵) بنابراین فشار وارد شده توسط جسم آنقدر کم است که یخ به راحتی آن را تحمل می‌کند و جسم روی یخ می‌ماند.

پاسخ نهایی: بله، می‌توان این جسم را بر سطح یخ زده استخر قرار داد، زیرا فشار وارد شده (حدود ۲ پاسکال) بسیار کمتر از تحمل معمول یخ است.

مثال مشابه: اگر همان جسم را روی سطح کوچک‌تری مثلاً روی لبه‌اش (سطح ۲×۳ متر) قرار دهیم، فشار بیشتر می‌شود (۲۴ ÷ ۶ = ۴ پاسکال) که باز هم برای یخ ایمن است.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: مفهوم فشار در فصل فشار و آثار آن در علوم نهم توضیح داده شده. می‌توانی رابطه فشار و سطح تماس را با مثال‌های دیگر (مثل راه رفتن روی برف با کفش یا اسکی) تمرین کنی.

یادآوری ایمنی: هرگز بدون اطمینان از ضخامت و استحکام یخ، روی سطح‌های یخ‌زده طبیعی قدم نگذارید یا وسیله‌ای قرار ندهید.