برای حل این سوال نیاز است فشار وارد بر سطح را محاسبه کنیم.
**الف) لیوان به سمت پهن‌تر قرار گرفته است:**
1. **محاسبه نیرو (وزن لیوان)**:
\[
F = m \times g = 60 \times 10 = 600 \, \text{N}
\]
2. **محاسبه مساحت سطح مقطع پایینی (سطح پهن‌تر - شعاع \( r = 6 \) سانتی‌متر)**:
\[
A = \pi \times r^2 = 3 \times 6^2 = 108 \, \text{cm}^2
\]
3. **محاسبه فشار (P):**
\[
P = \frac{F}{A} = \frac{600}{108} \approx 5.56 \, \text{N/cm}^2
\]
**ب) لیوان به سمت باریک‌تر (دهانه) قرار گرفته است:**
1. **محاسبه نیرو (وزن لیوان)**:
(این مقدار تغییر نمی‌کند) \( F = 600 \, \text{N} \)
2. **محاسبه مساحت سطح مقطع بالایی (سطح باریک‌تر - شعاع \( r = 3 \) سانتی‌متر)**:
\[
A = \pi \times r^2 = 3 \times 3^2 = 27 \, \text{cm}^2
\]
3. **محاسبه فشار (P):**
\[
P = \frac{F}{A} = \frac{600}{27} \approx 22.22 \, \text{N/cm}^2
\]
بنابراین، فشار وارد بر سطح در دو حالت محاسبه شد و نتایج به این صورت هستند:
- حالت اول: حدود \( 5.56 \, \text{N/cm}^2 \)
- حالت دوم: حدود \( 22.22 \, \text{N/cm}^2 \)
