سوال 1:
اطلاعات داده شده:
وزن (نیرو): 1000 نیوتن (N)
مساحت سطح: 5 سانتی متر مربع (cm²)
تبدیل واحدها:
برای محاسبه فشار، مساحت باید به متر مربع (m²) تبدیل شود.
1 cm² = 0.0001 m²
بنابراین، 5 cm² = 5 * 0.0001 m² = 0.0005 m²
محاسبه فشار:
فشار (P) = نیرو (F) / مساحت (A)
P = 1000 N / 0.0005 m² = 2,000,000 پاسکال (Pa) یا 2 مگاپاسکال (MPa)
بنابراین، فشاری که تخته روی زمین وارد می کند 2 مگاپاسکال است.
سوال 2:
برای محاسبه فشار جعبه در حالات مختلف، باید مساحت سطح تماس جعبه با زمین را در هر حالت محاسبه کنید. جعبه می تواند روی سه سطح مختلف قرار بگیرد:
حالت 1: جعبه روی سطح ۲۰cm × ۱۰cm قرار گیرد:
مساحت = طول × عرض = ۲۰cm × ۱۰cm = ۲۰۰ cm²
تبدیل به متر مربع: ۲۰۰ cm² = 0.02 m²
حالت 2: جعبه روی سطح ۲۰cm × ۵cm قرار گیرد:
مساحت = طول × عرض = ۲۰cm × ۵cm = ۱۰۰ cm²
تبدیل به متر مربع: ۱۰۰ cm² = 0.01 m²
حالت 3: جعبه روی سطح ۱۰cm × ۵cm قرار گیرد:
مساحت = طول × عرض = ۱۰cm × ۵cm = ۵۰ cm²
تبدیل به متر مربع: ۵۰ cm² = 0.005 m²
حالا فشار را در هر حالت محاسبه می کنیم:
وزن جعبه: 5 کیلوگرم (kg). برای تبدیل به نیرو (نیوتن)، از فرمول F = mg استفاده می کنیم، که در آن g ≈ 9.81 m/s² است.
F = 5 kg * 9.81 m/s² ≈ 49.05 N
فشار در حالت 1:
P = F / A = 49.05 N / 0.02 m² = 2452.5 Pa
فشار در حالت 2:
P = F / A = 49.05 N / 0.01 m² = 4905 Pa
فشار در حالت 3:
P = F / A = 49.05 N / 0.005 m² = 9810 Pa
بنابراین، فشارهای وارد شده از جعبه در این سه حالت به ترتیب 2452.5 پاسکال، 4905 پاسکال و 9810 پاسکال است.