نگاه اجمالی
- آیا تاکنون به این مسئله فکر کرده‌اید که چرا سوزن به آسانی چیزهای مختلف را سوراخ می‌کند؟
- آیا می‌دانید چرا یک میخ نوک تیز آسانتر از یک میخ نوک پهن در چوب فرو می‌رود؟
- آیا تا به حال سعی کرده‌اید یک سوزن را در سطح آب نگه دارید؟
- آیا می‌دانید چرا نمی‌توان بدون اسکی در روی برف به آسانی سر خورد؟
مفهوم فشار
در تعریف
فشار دو عامل مهم وجود دارد که یکی از آنها
نیرو و دیگری سطحی است که نیرو بر آن سطح وارد می‌شود. بر این اساس فشار به عنوان تعداد نیروی وارد شده بر واحد سطح تعریف می‌شود. اگر یک میخ نوک تیز و یک میخ نوک پهن را با نیروی یکسان بر روی یک قطعه چوب بکوبیم در این صورت چون نیرویی که وارد می‌شود، در هر دو مورد یکسان است.
لذا مورد اول منتفی است اما در ارتباط با مورد دوم ، چون سطح مقطع میخ نوک تیز بیشتر است، سطح مقطح میخ نوک پهن است و نیز چون فشار با سطحی که نیرو بر آن وارد می‌شود، نسبت عکس دارد لذا در مورد میخ نوک‌تیز فشار وارده بیشتر از میخ نوک‌پهن خواهد بود. این امر باعث می‌شود که میخ نوک تیز به آسانی در
چوب فرو رود.
چرا زیر سم اسبهایی که در مناطق باطلاقی کار می‌کنند، کفشهای مخصوص می‌بندند؟
اگر در زیر سم اسبهایی که در جاهای باطلاقی کار می‌کنند کفش مخصوص بسته شود، این امر باعث می‌شود که سطح اتکا پاهای
اسب زیاد شود. بنابراین بر اساس تعریف فشار در این حالت فشاری که از طرف اسب بر زمین وارد می‌شود کمتر خوهد بود. در این صورت اسبها کمتر در
باطلاق فرو می‌روند.
این مسئله در مورد آدمهایی که در مناطق باطلاقی کار می‌کنند صادق است. حتی دلیل فرو نرفتن اسکی بازان در داخل برف نیز همین مسئله است. به بیان دیگر در این حالت نیز چون مساحت کفشهای اسکی در مقایسه با کفشهای معمولی زیاد است، لذا فشاری که از طرف اسکی باز بر سطح برف وارد می‌شود، کمتر است.
چرا نمی‌توان یک سوزن را در سطح آب نگه داشت.
اگر چنانچه یک قطعه چوبی را که وزن آن زیاد است، به آرامی در روی سطح آب قرار دهیم، چون در آب فرو نمی‌رود، و در سطح آب قرار می‌گیرد. اما اگر یک سوزن را که وزن آن به مراتب کمتر از چوب در روی سطح قرار دهیم در این صورت سوزن در آب فرو می‌رود. دلیل این امر باز بخاطر سطح اتکا سوزن است که خیلی کمتر از سطح اتکا چوب است.
چرا تانک‌ها و تراکتورهای شنیل‌دار با وجود وزن زیاد در زمین نرم فرو نمی‌روند؟
ماشین شنیل‌دار با وزن 8 تن و حتی بیشتر از آن ، بر هر سانتیمتر مربع بیشتر از 600 گرم فشار وارد نمی‌آورد بنابراین کمتر در زمین نرم فرو می‌روند. اتومبیل‌های شنیل‌دار که برای حمل و نقل در مناطق باطلاقی بکار می‌روند، از این نقطه نظر جالب هستند. این اتومبیل‌ها مثلا وقتی 2 تن بار حمل می‌کنند، بر هر سانتیمتر مربع زمین بیشتر از 160 گرم فشار وارد نمی‌کنند و به دلیل در زمینهای باطلاقی و شن‌زارها به خوبی حرکت می‌کنند.
سخن آخر
- سطح اتکا بزرگ از نظر فنی همان اندازه مناسب و مفید است که در مورد سوزن سطح اتکا کوچک مناسب و مفید می‌باشد.
- اشیا نوک تیز فقط در نتیجه سطح بسیار کوچکی که تاثیر نیرو بر آن تقسیم می‌شود، به راحتی فرو می‌روند و سوراخ می‌کنند. به همین دلیل کارد تیز بهتر از کارد کند ، می‌برد و هزاران مورد مشابه دیگر را می‌توان به همین صورت تشریح کرد.
- اشیا تیز به این دلیل خوب سوراخ می‌کنند و خوب می‌برند که در نوک تیز یا لبه تیز آنها فشار زیادی متمرکز است.
همچنین ببینید