راهنمایی کوتاه: برای حل این مسئله باید از فرمول فشار و رابطه آن با نیرو و سطح استفاده کنیم.
گامبهگام:
- ۱) ابتدا ابعاد مکعب مستطیل را به متر تبدیل میکنیم: ۱۰ سانتیمتر = ۰.۱ متر، ۴ سانتیمتر = ۰.۰۴ متر، ۲ سانتیمتر = ۰.۰۲ متر.
- ۲) بزرگترین وجه مکعب مستطیل: سطحی با ابعاد ۰.۱ متر × ۰.۰۴ متر = ۰.۰۰۴ متر مربع.
- ۳) کوچکترین وجه مکعب مستطیل: سطحی با ابعاد ۰.۰۴ متر × ۰.۰۲ متر = ۰.۰۰۰۸ متر مربع.
- ۴) فشار از رابطه P = F/A به دست میآید که در آن F نیروی وزن جسم (mg) و A سطح تماس است.
- ۵) اختلاف فشار در دو حالت: P₁ - P₂ = ۱۰۰۰ پاسکال → (mg/A₁) - (mg/A₂) = ۱۰۰۰ → mg(1/A₁ - 1/A₂) = ۱۰۰۰.
- ۶) مقادیر را جایگذاری میکنیم: m × ۱۰ × (۱/۰.۰۰۰۸ - ۱/۰.۰۰۴) = ۱۰۰۰ → m × ۱۰ × (۱۲۵۰ - ۲۵۰) = ۱۰۰۰ → m × ۱۰ × ۱۰۰۰ = ۱۰۰۰ → m = ۰.۱ کیلوگرم = ۱۰۰ گرم.
پاسخ نهایی: جرم مکعب مستطیل برابر با ۱۰۰ گرم است.
مثال مشابه: اگر مکعبی با ابعاد ۵ سانتیمتر، ۳ سانتیمتر و ۲ سانتیمتر داشته باشیم و اختلاف فشار در دو حالت ۵۰۰ پاسکال باشد، جرم آن چقدر است؟ (میتوانی با همین روش حل کنی!)
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: فشار در فیزیک به نیروی وارد بر واحد سطح گفته میشود و در زندگی روزمره، مثلاً وقتی روی برف راه میروی، اگر کفشهای باریک بپوشی فشار بیشتری وارد میکنی و بیشتر در برف فرو میروی!
