فشار میز روی فرش در حالت ایستاده و واژگون

راهنمایی کوتاه: فشار برابر است با نیرو تقسیم بر مساحت.

گام‌به‌گام:

• ۱) ابتدا باید نیروی وزن میز را پیدا کنیم. چون وزن داده نشده، فرض می‌کنیم میز روی زمین است و نیروی وزن برابر با نیروی عمودی وارد بر سطح است. اما در این سؤال، فشار ناشی از وزن میز روی فرش خواسته شده. از آنجا که وزن میز داده نشده، نمی‌توان فشار دقیق را محاسبه کرد. پس باید فشار را بر حسب وزن میز (F) بیان کنیم.
• ۲) حالت ایستاده: میز روی چهار پایه است. مساحت کل تماس پایه‌ها با فرش = تعداد پایه‌ها × مساحت یک پایه = ۴ × ۲/۵ سانتی‌متر مربع = ۱۰ سانتی‌متر مربع.
• ۳) فشار در حالت ایستاده = نیروی وزن (F) تقسیم بر مساحت کل پایه‌ها (۱۰ سانتی‌متر مربع). یعنی P_{ایستاده} = F / ۱۰ سانتی‌متر مربع.
• ۴) حالت واژگون: میز به پهلو خوابیده است. در این حالت، سطح تماس با فرش، مساحت روی میز (۱ متر مربع) است. باید واحدها را یکسان کنیم. ۱ متر مربع = ۱۰۰۰۰ سانتی‌متر مربع.
• ۵) فشار در حالت واژگون = نیروی وزن (F) تقسیم بر مساحت روی میز (۱۰۰۰۰ سانتی‌متر مربع). یعنی P_واژگون = F / ۱۰۰۰۰ سانتی‌متر مربع.
• ۶) نسبت فشارها: P_{ایستاده} / P_واژگون = (F/۱۰) / (F/۱۰۰۰۰) = ۱۰۰۰۰/۱۰ = ۱۰۰۰. یعنی فشار در حالت ایستاده ۱۰۰۰ برابر فشار در حالت واژگون است (اگر وزن میز یکسان باشد).

پاسخ نهایی:

• فشار در حالت ایستاده: P_{ایستاده} = F / ۱۰ سانتی‌متر مربع.
• فشار در حالت واژگون: P_واژگون = F / ۱۰۰۰۰ سانتی‌متر مربع.
• فشار ایستاده ۱۰۰۰ برابر فشار واژگون است. برای محاسبه مقدار عددی فشار، باید وزن میز (F) را داشته باشیم.

مثال مشابه:

اگر وزن میز ۵۰۰ نیوتن باشد، فشار ایستاده = ۵۰۰ N / ۱۰ cm² = ۵۰ N/cm². فشار واژگون = ۵۰۰ N / ۱۰۰۰۰ cm² = ۰/۰۵ N/cm².

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری:

فشار در مایعات و رابطه آن با عمق را مطالعه کن. همچنین، می‌توانی آزمایش‌های ساده‌ای با کتاب و میز برای مقایسه فشار انجام دهی.